Arazi koşullarında spektrometri yansıma teknikleri ile şeker pancarı bitkisinde azot, fosfor, potasyum beslenme durumunun tespiti

Abstract

Bu çalışmada, hiperspektral sensör sistemlerinin, tahribatsız tespiti ve şeker pancarı bitki besin elementi değişimlerinin potansiyeli incelenmiştir. Özellikle, hiperpektral vejetasyon verileri için basitleştirilmiş ve çoğaltılabilir bir veri analizi yöntemini kolaylaştırmak amacıyla, şeker pancarının üç besin elementi içeriğinin karşılaştırılması yapılmıştır. Şeker pancarı vejetasyon dönemi içertisindee yaprakların yansıma spektrumu (400-1000 nm) azot, fosfor ve potasyum besin elementi içeriğini bir spektro-radyometre ile kaydedilmiştir. Besin elementine özgü spektral imzalar için analiz edilmiştir. Her dalga boyu için spektral farkın ve yansıma hassasiyetinin hesaplanması, spektral imzaların görünür ve yakın kızılötesi bölgesinde yüksek ilgi alanlarına vurgu yapmıştır. En iyi korelasyon gösteren spektral bantlar, besin elementine bağlı olarak farklılık göstermiştir. Fizyolojik parametreler ile ilgili spektral bitki örtüsü yansımaları hesaplanmıştır (p<0.05). Şeker pancarında vejetasyon dönemi içerisindeki farklılıklar tespit edilerek çoklu karşılaştırma metoduna göre çeşitli bantlar indirgenerek yüksek belirleme katsayılı (r2) altı ve daha az değişkenli modeller geliştirilmiştir. Geliştirilen modeller ile şeker pancarı vegetasyon dönemindeki azot, fosfor ve potasyum besin elementleri konsantrasyonları belirlenmiştir. Sonuçlar, üç besin elementinin şeker pancarı içeriğindeki değişimin spektroradyometre ölçümleri kullanılarak ayırt edici bir farklılaşmasının, kombinasyon halinde altı veya daha az bant kullanılarak mümkün olduğunu göstermiştir.

This study examines the potential of non-destructive detection and exchange of sugar beet plant nutrients in hyperspectral sensor systems. In particular, a comparison of the three nutrient content of sugar beet was made to facilitate a simplified and reproducible data analysis method for hyperspectral vegetation data. The reflection spectrum (400-1000 nm) of the leaves in the sugar beet vegetation period was replaced by a spectro-radiometer of the nutrient content of nitrogen, phosphorus and potassium. Analyzed for nutrient-specific spectral signatures. Calculation of spectral difference and reflection sensitivity for each wavelength emphasized high interest in the visible and near-infrared region of spectral signatures. Spectral bands showing the best correlation were different depending on the nutrient element. Spectral vegetation reflections related to physiological parameters were calculated (p <0.05). Differences in sugar beet vegetation period were determined and various bands were reduced according to multiple comparison method and models with a high determination coefficient (r2) six and less were developed. Nitrogen, phosphorus and potassium nutrient concentrations in sugar beet vegetation period were determined with developed models. The results showed that a distinctive differentiation of the change in sugar beet content of three nutrients using spectoradiometer measurements is possible using six or fewer bands in combination.