Page 8 - การประเมินปริมาณโพแทสเซียมในดิน ด้วยเทคนิคเนียร์อินฟราเรด (NIR) The evaluation of Potassium content in soil by Near Infrared.

ห้องสมุดกรมพัฒนาที่ดิน

8

(K ) ดูดยึดอยู่กับผิวของคอลลอยด์ตรงส่วนที่มีประจุไฟฟ้าลบ ซึ่งไอออนส่วนนี้ถือว่าอยู่ในสภาพที่แลกเปลี่ยนได้
+
และอีกส่วนหนึ่งอยู่ในสภาพที่ถูกตรึงอยู่ในดิน อาจกล่าวได้ว่าแหล่งของโพแทสเซียมที่สำคัญคือ หินและแร่ชนิด
ต่างๆ ที่มีโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบ และเป็นวัตถุต้นกำเนิดดินนั่นเอง ดังนั้นดินที่มีเนื้อละเอียด เช่น ดินเหนียว

จึงมีปริมาณของธาตุ โพแทสเซียมสูงกว่าดินพวกเนื้อหยาบ เช่น ดินทราย ดินร่วนปนทราย ปริมาณโพแทสเซียมที่

เป็นประโยชน์ในดิน จะมีปริมาณมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่าง เช่น Cation Exchange
Capacity (CEC) ปริมาณของแร่ดินเหนียวหรือประเภทเนื้อดินฯ

2. หลักการและเทคโนโลยีด้านเนียร์อินฟราเรด (Near-infrared spectroscopy, NIRS)

2.1 หลักการพื้นฐานของเทคนิคเนียร์อินฟราเรดสเปกโตรสโกปี

คลื่นแสงเนียร์อินฟราเรด เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 650-2,500 นาโนเมตร
พลังงานของคลื่นแสง NIR จะอยู่ในช่วงที่สอดคล้องกับการสั่นของพันธะภายในโมเลกุล หากการสั่นของพันธะใด

เกิดขึ้นที่ความถี่ที่ตรงกับความถี่ของคลื่นแสง NIR ก็จะเกิดการดูดกลืนขึ้น เทคนิคเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี
(Near Infrared Spectroscopy) จึงเป็นเทคนิคที่ใช้หลักการอันตรกิริยา (Interaction) เมื่อคลื่นเนียร์อินฟราเรดที่

ส่องไปยังวัตถุ ทำให้พันธะทางเคมีภายในวัตถุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพันธะ O-H, C-H และ N-H ของวัตถุดูดซับคลื่น

และทำให้เกิดอาการสั่นสะเทือนของพันธะ โดยการเปลี่ยนระดับพลังงานข้ามขั้นมากกว่า 1 ขั้น (Overtone) หรือ
เกิดจากการสั่นสะเทือนข้าม 1 ขั้น (Fundamental vibration) พร้อมกันของพันธะตั้งแต่ 2 พันธะขึ้นไป ทำให้

ได้ผลรวมของการสั่น (Combination vibration) (Osborne et al., 1993b) การสั่นของพันธะในลักษณะต่างๆ

จะมีการดูดกลืนพลังงานที่เป็นเฉพาะของมัน เนื่องจากโมเลกุลหนึ่งๆ มีพันธะได้หลายแบบ ซึ่งแต่ละพันธะก็มี
รูปแบบการสั่นได้อีกหลายรูปแบบทำให้โมเลกุลหนึ่งๆ จะแสดงการดูดกลืนแสงเนียร์อินฟราเรดได้หลายช่วงคลื่น

พร้อมกัน ลักษณะการดูดกลืนแสงจะเกิดเป็นแถบ (band) หรือพีค (peak) แสดงถึงพลังงานคลื่นแสงเนียร์
อินฟราเรดที่ถูกดูดกลืน ซึ่งสามารถวัดได้ใน 4 รูปแบบ คือรูปแบบความเข้มแสงที่ส่องผ่าน (Transmission)

รูปแบบความเข้มแสงสะท้อนออกมา (Reflection) รูปแบบที่แสงจากแหล่งกำเนินแสงตกกระทบตัวอย่าง ผ่าน

ตัวอย่างลงไปตกกระทบแผ่นเซรามิก ทอง หรืออะลูมิเนียมในชั้นใต้สุด แล้วสะท้อนกลับมายัง detector
(Transflection) และรูปแบบที่แสงจากแหล่งกำเนิดแสงส่องผ่านลงมายังตัวอย่างในวงแหวนด้านนอก แล้วแสงที่

สะท้อนออกมาจากเนื้อตัวอย่างถูกส่งไปยัง detector บริเวณส่วนกลาง fiber optics probe (Interaction) แล้ว
นำค่าความเข้มแสงที่ได้ในแต่ละความยาวคลื่นมาเขียนกราฟ โดยให้แกน X เป็นค่าความยาวคลื่น แกน Y เป็นค่า

การดูดกลืนแสง จะได้กราฟการดูดกลืนแสงของตัวอย่างนั้นๆ กราฟที่ได้เรียกว่า เนียร์อินฟราเรดสเปกตรัม (NIR

spectrum) โมเลกุลของสารแต่ละชนิดมีความสามารถในการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นต่างกัน เมื่อวัดค่าการ
ดูดกลืนแสงของสารแต่ละชนิด จึงได้สเปกตรัมที่มีลักษณะต่างกัน (ธีรยุทธและวรวรรณ, 2548) สเปกตรัมสามารถ

บอกถึงลักษณะของสารและในขณะเดียวกันจะบอกถึงปริมาณของสารนั้นได้ สารอินทรีย์ที่ตอบสนองต่อแสง