تشخیص تنش نیتروژن گیاه ذرت و مخاطرات آن با استفاده از تصویربرداری چندطیفی هوایی به‌وسیلۀ پهپاد

نویسندگان

1 گروه زراعت و اگرواکولوژی، واحد ورامین پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه زراعت و اگرواکولوژی، واحد ورامین پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 گروه زراعت و اگرواکولوژی، واحد ورامین پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 گروه زراعت و اگرواکولوژی، واحد ورامین پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

5 مؤسسۀ تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی. کرج. ایران

doi
10.22059/jhsci.2020.305887.575
چکیده

یکی از مخاطرات اصلی در بخش کشاورزی، استفادۀ بی‌رویه از کودهای نیتروژن‌دار است. مصرف بیش از حد این کودها علاوه‌بر افزایش هزینه‌های تولید، سبب آلودگی محیط‌ زیست و افزایش خطر برای سلامت انسان می‌شود. بهبود کارایی مصرف نیتروژن در گرو پایش وضعیت نیتروژن گیاه در مراحل مختلف رشد و اعمال مقدار کافی کود در زمان و مکان مناسب است. با توجه به ضرورت کاهش مخاطرات مصرف بی‌رویۀ کودهای نیتروژن‌دار، این پژوهش به‌منظور تشخیص تنش کود نیتروژن گیاه ذرت با استفاده از فناوری نوین، سریع و غیرمخرب سنجش از دور چندطیفی هوایی با پهپاد انجام گرفت. آزمایش در یک مزرعۀ ذرت به‌صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار و چهار تیمار کود اوره در چهار سطح شامل کمبود (شاهد، صفر درصد)، محدودۀ بحرانی (50 درصد)، حد کفایت (100 درصد) و مقدار بیش از حد (سمّی، 150 درصد) اجرا شد. کود اوره همراه با آب آبیاری در دو مرحلۀ رشد هشت‌برگی و ظهور گل‌آذین نر اعمال شد. در این مراحل از رشد گیاه، تصویربرداری چندطیفی هوایی در محدودۀ طیفی مرئی-مادون‌قرمز نزدیک انجام گرفت. برای نمونه‌برداری‌های زمینی، در هر دو مرحلۀ رشد، از هر تیمار 10 بوته ذرت به‌صورت تصادفی انتخاب شد. برای هر نمونه ابتدا مقدار کلروفیل آن مشخص و سپس مقدار نیتروژن از روش کجلدال تعیین شد و تصاویر پس از برداشت پردازش شدند. شاخص‌های پوشش‌گیاهی NDVI ، NRI، MTVI2، CI، GM که با سبزینگی گیاه، مقدار کلروفیل و نیتروژن آن مرتبط بودند، محاسبه شدند. تجزیه‌و‌تحلیل داده‌ها با استفاده از بررسی روابط متغیرهای شاخص‌های تنش غلظت نیتروژن با کلروفیل در برگ از طریق برازش مدل‌های رگرسیون انجام گرفت. نتایج نشان داد که شاخص‌ها با مقدار نیتروژن همبستگی داشتند و شاخص CI در مرحلۀ رشد هشت‌برگی با 88/0= R2 و شاخص NRI در مرحلۀ رشد ظهور گل‌آذین نر با 90/0= R2 مناسب‌ترین شاخص‌ها برای تشخیص تنش نیتروژن بودند.