برآورد غیر مخرب کلروفیل و نیتروژن در برگ انگور با استفاده از دادههای ابرطیفی زمینی و کاربرد روش ماشین بردار پشتیبان
نویسندگان
1 استاد، گروه پژوهشی علوم محیطی انگور، پژوهشکده انگور، دانشگاه ملایر و عضو هیات علمی دانشگاه بوعلی سینا
2 محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ملایر
3 عضو هیات علمی گروه فضای سبز دانشگاه ملایر
4 دانشجوی دکتری محیط زیست و مدرس دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد
5 استادیار گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه شهرکرد
doi
چکیده
پایش مقادیر کلروفیل و نیتروژن در مزارع و باغات به عنوان نمادی از سلامت پوشش گیاهی، کمیت و کیفیت محصولات است. معمولا اندازهگیری این پارامترها بوسیله آنالیز آزمایشگاهی صورت میپذیرد، که نیاز به هزینه، صرف وقت و مواد شیمیایی دارد. در مطالعه حاضر به ارزیابی توانایی طیفسنجی زمینی به عنوان روشی سریع، غیرمخرب و دوستدار محیط زیست در برآورد این پارامترها در برگ انگور پرداخته شد. لذا از 180 نمونه برگ انگور برداشت شده از 30 موستان در تابستان 1396، منحنی طیفی در دامنه 350-2500 نانومتر تهیه شد و طول موجها و شاخصهای طیفی بهینه در تخمین این پارامترها بوسیله رگرسیون حداقل مربعات بخشی (PLS) تعیین شدند. سپس عملکرد متغیرهای بهینه انتخاب شده، بوسیله مدلهای رگرسیون چندگانه خطی و ماشین بردار پشتیبان (SVM) ارزیابی شد. نتایج PLS نشان داد، طول موج های واقع در نزدیکی 2402، 946، 725 و 446 نانومتر و طول موجهای واقع در نزدیکی690، 1370، 729، 438 و 366 نانومتر به ترتیب به عنوان متغیرهای بهینه در پیشبینی مقادیرکلروفیل و نیتروژن در برگ انگور بودهاند. همچنین محدودههای مرئی و لبه قرمز بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات این پارامترها داشتند. نتایج مدلسازی نشان داد، در بهترین ساختارهای مدل SVM، کلروفیل و نیتروژن برگ انگور به ترتیب با ضرایب تعیین برابر با 91/0 و 72/0 در مرحله آزمون برآورد شدند. لذا با توجه به نتایج قابل قبول بدست آمده، توصیه میگردد از طیفسنجی زمینی، تشکیل کتابخانه طیفی و معرفی طول موجهای بهینه جهت پایش سایر پارامترهای بیوشیمیایی در گونههای گیاهی به عنوان روشی نوین و کارا استفاده گردد.