بخشی از مقاله
چکیده
تخمین عملکرد محصول، قبل از برداشت آن، میتواند ابزار بسیار مفیدی برای تولیدکنندگان محصولات و پیشبینی بهرهوری محصول باشد. هدف از این تحقیق، بررسی امکان استفاده از شاخصهای طیفی مستخرج از اندازهگیریهای یک اسپکترورادیومتر، برای پیشبینی عملکرد محصول گندم زمستانه - رقم کوبوس - است. طرح آزمایشی بلوکهای خرد شده تصادفی شامل چهار نرخ کوددهی نیتروژن 0 - ، 60، 120 و 240 کیلوگرم نیتروژن بر هکتار - و دو نوع رژیم آبدهی - آبی و دیمی - برای داشتن عملکردهای متفاوت و متغیر بر روی گندم پیاده شد. یک اسپکترومتر در محدوده طیفی 400 تا 1000 نانومتر برای اندازهگیری نور تابیده شده از خورشید و نور منعکس شده از محصول و زمین استفاده شد.
اندازهگیریها در مراحل مختلف رشد محصول صورت گرفت. سپس شاخصهای پوشش گیاهی مختلفی محاسبه گردید. نتایج آنالیز رگرسیون گام به گام رو به جلو نشان داد شاخص اختلاف نسبتی - RDVI - و شاخص تفاضلی نرمال شده لبه قرمز - NDRE - کاراترین شاخصها در پیشبینی عملکرد گندم بودند. بر اساس نتایج بدست آمده، شاخصهای طیفی عملکرد مناسب و دقت بالایی در مراحل مختلف رشد محصول داشتند. نتیجهگیری میشود که شاخصهای پوشش گیاهی بدست آمده از اندازهگیریهای طیفی قادر به تخمین عملکرد گندم با دقت زیاد در طول دوره رشد محصول میباشند.
مقدمه:
تخمین عملکرد محصول، قبل از برداشت آن، میتواند ابزار بسیار مفیدی برای تولیدکنندگان محصولات و پیشبینی بهرهوری محصول باشد . - Ferrio et al., 2005 - عملکرد محصول شاید مهمترین بخش اطلاعات برای مدیریت محصول در کشاورزی دقیق باشد. چرا که در برگیرنده اثرات متغیرهای مکانی مختلفی از قبیل خواص خاک، توپوگرافی، تراکم محصول، حاصلخیزی، آبیاری و هجوم آفات میباشد . - Lee et al ., 2010 -
بر اساس تحقیقات صورت گرفته، اندازهگیری بازتاب طیفی محصولات در ناحیه مرئی و مادون قرمز نزدیک - NIR - طیف الکترومغناطیس، قابلیت تخمین و آشکارسازی شرایط رشد محصول را داراست - Yang et al ., 2007 ; Lee et al ., 2010; . - Fitzgerald et al., 2010 در زمینه تخمین غیر مخرب عملکرد محصولات کشاورزی با استفاده از اندازهگیریهای طیفی نیز تحقیقاتی انجام شده است. عملکرد محصولاتی مثل گندم - Aparicio et al., 2000; Ferrio et al., 2005; Babar et al., 2006 - ، ذرت - Weber et al ., 2012 - ، برنج - Chang et al ., 2005 - ، سویا - Ma et al., 2001 - و چغندرقند - Lofton et al ., 2012 - با استفاده از این روش، تخمین زده شده است.
از آنجائیکه نیاز به انجام تحقیقات بیشتری برای بررسی امکان تخمین عملکرد در محصولات مختلف و شرایط محیطی مختلف وجود دارد - Lee et al., 2010 - ؛ بنابراین هدف از این تحقیق مقایسه تخمین عملکرد محصول گندم زمستانه با کمک شاخصهای مختلف پوشش گیاهی که از اندازهگیریهای طیفی محصول گندم، محاسبه شدهاند، میباشد. همچنین تخمین عملکرد در مراحل مختلف رشد گیاه صورت گرفته و اثر این فاکتور نیز بررسی میگردد.
مواد و روشها
در طول فصل زراعی 2012، اندازهگیریهای طیفی از محصول گندم زمستانه - رقم کوبوس - در مزرعه تحقیقاتی مارکوات1 متعلق به اداره گونههای گیاهی دولت آلمان2 واقع در شهر پتسدام3 در کشور آلمان انجام شد. طرح آزمایشی بلوکهای خرد شده تصادفی با دو تکرار برای کاشت محصول طراحی شد. طرح آزمایشی شامل چهار نرخ کوددهی نیتروژن 0 - ، 60، 120 و 240 کیلوگرم نیتروژن بر هکتار - و دو نوع رژیم آبدهی - آبی و دیمی - در مجموع 16 پلات به ابعاد 4/5×9 متر بود. هر کدام از 16 پلات شامل 18 زیر پلات1 به ابعاد 1/25×1/5 متر تحت عنوان مشاهده بودند.
تاریخ، مراحل رشد گیاه و فعالیتهای انجام شده در این تحقیق در جدول1 خلاصه شده است. اندازهگیریها در مراحل مختلف رشد گیاه شامل مرحله توسعه ساقه2 - هفتههای 18 و - 19، مرحله بوتینگ3 - هفتهی - 20، مرحله ظهور خوشه4 - هفتهی - 21، مرحله گلدهی5 - هفتهی - 22 و مرحله توسعه دانه6 - هفتههای 23 و - 24 انجام شد. برای اندازهگیری بازتاب طیفی گیاه و خاک نسبت به نور خورشید و محاسبه شاخصهای پوشش گیاهی مختلف، از یک اسپکترورادیومتر ساخته شده از قطعات تولیدی شرکت tec57 استفاده شد - شکل. - 1 قسمتهای اصلی این دستگاه طیفسنج را دو عدد حسگر با آرایش دیودی "Zeiss MMS 1 NIR enhanced" با محدوده طیفی اسمی 300 تا 1150 نانومتر و محدوده طیفی
