ارزیابی سریع و غیرمخرب مقادیر NPK درخت سیب مبتنی بر تجزیه و تحلیل طیفی برگ

ماشین های کشاورزی

مقاله 2، دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 32، تابستان 1403، صفحه 119-133   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2022.78770.1125

نویسندگان

رحیم آزادنیا¹؛ علی رجبی پور^{* 2}؛ بهاره جمشیدی³؛ محمود امید²

¹دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی و تکنولوژی کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

²گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی و تکنولوژی کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³بخش تحقیقات هوشمندسازی کشاورزی، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

میزان عناصر مغذی نقش به‌سزایی در رشد، تکثیر و عملکرد محصولات کشاورزی و گیاهان دارند. با پیش‌بینی این عناصر می‌توان به‌صورت دقیق نهاده‌های شیمیایی را مدیریت کرد. هدف از این مطالعه ارزیابی غیرمخرب میزان عناصر NPK با استفاده از طیف‌سنجی مرئی/ فروسرخ نزدیک (Vis/NIR) در بازه طول موجی 500 تا 1000 نانومتر بود. برای این منظور، طیف‌سنجی از نمونه‌های برگ درختان سیب در مد اندازه‌گیری برهم‌کنش انجام گرفت. برای حذف اثرات ناخواسته از روش‌های مختلف پیش‌پردازش استفاده شد تا مدل واسنجی دقیق حاصل شود. در این راستا، مدل واسنجی چندمتغیره حداقل مربعات جزئی (PLS) بر پایه اندازه‌گیری‌های مرجع و اطلاعات طیفی با روش‌های مختلف پیش‌پردازش مورد بررسی قرار گرفت. بهترین مدل ارائه‌شده مبتنی بر روش پیش‌پردازش توزیع نرمال استاندارد در ترکیب با مشتق دوم (SNV+D2) با مقادیر r_c= 0.988, RMSEC=0.028%, r_p=0.978, RMSEP=0.034% و 7.47=RPD متعلق به پیش‌بینی نیتروژن بود. بهترین مدل برای ارزیابی میزان پتاسیم و فسفر نیز براساس روش پیش‌پردازش تصحیح پراکنش افزاینده در ترکیب با مشتق دوم (MSC+D2) به‌ترتیب RPD=7.10, r_p=0.976, RMSEP=0.021% و RPD=5.96, r_p=0.958, RMSEP=0.0057% به‌دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که طیف‌سنجی Vis/NIR می‌تواند به‌عنوان یک ابزار غیرمخرب، سریع و قابل‌اعتماد برای پیش‌بینی مقدار عناصر مغذی درخت سیب استفاده و از مصرف بیش از حد نهاده‌های شیمیایی و پیامدهای ناشی از آن جلوگیری شود.

کلیدواژه‌ها

پیش‌پردازش؛ حداقل مربعات جزئی؛ طیف‌سنجی؛ عناصرمغذی؛ مرئی/ فروسرخ نزدیک

مراجع