پديد آورندگان :
نوروزي، نگار دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مهندسي آب، گرگان , حسام، موسي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مهندسي آب، گرگان , قرباني، خليل دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مهندسي آب، گرگان , هزار جريبي، ابوطالب دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مهندسي آب، گرگان
كليدواژه :
زمان آبياري , رنگ سنجي Lab , نرم افزار فتوشاپ , پردازش رنگ تصاوير ديجيتالي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: مشكل كمبود آب از مهمترين مشكلات كشاورزي در ايران است، لذا استفاده صحيح و به موقع از منابع آبي ضروري مي باشد. يكي از استراتژي‌‌ها در زمينه استفاده بهينه از آب در بخش كشاورزي برنامه‌ريزي آبياري محصولات كشاورزي مي باشد. برنامه‌ريزي آبياري به معناي مشخص كردن زمان آبياري و مقدار آب لازم در هر نوبت آبياري در طول دوره رشد گياه است. در اين تحقيق به منظور تعيين زمان آبياري از شاخص تغيير رنگ برگ فلفل در اثر كاهش رطوبت خاك استفاده شده است. تا كنون براي مشخص كردن برخي از پارامترهاي زراعي از روش سنجش تغييرات رنگ ميوه و برگ گياهان با استفاده از پردازش تصوير ديجيتال پژوهش‌هايي انجام گرفته است وليكن براي ارتباط بين رنگ برگ و رطوبت خاك كه موضوع اين پايان نامه هست هيچ سابقه‌اي در دسترس قرار نگرفت لذا ميتوان تصور نمود اين تحقيق اولين پژوهش در زمينه موضوع فوق مي باشد.
مواد و روش ها: به منظور بررسي اثر تنش آبي بر رنگ برگ گياه فلفل قلمي، از گلدان‌هاي پلاستيكي و نشاهاي فلفل قلمي ديماز استفاده گرديد. پارامترهاي اندازه‌گيري شده شامل رنگ برگ گياه و رطوبت خاك بودند. روزانه از برگ‌ها عكس‌برداري بعمل آمد و در نهايت آناليز رنگ برگ‌ها توسط برنامه فتوشاپ 2015 انجام و از سيستم رنگي BAL استفاده شد. آزمايش در قالب طرح كاملا تصادفي، با پنج تيمار شامل تنش رطوبتي10، 30 و 50 درصد، آبياري كامل و تيمار بدون آبياري در چهار تكرار به منظور برنامه‌ريزي آبياري انجام شد. (تيمار بدون آبياري به عنوان تيمار شاهد در نظر گرفته شد.) تنش آبي طي دوره رشد گياه از زمان استقرار نشاءها (سه هفته پس از نشاءكاري) تا زمان برداشت محصول به مدت 52 روز به تيمارها اعمال شد.
يافته ها: يافته ها نشان داد كه به طور كلي با تغيير رطوبت خاك، تغييراتي در بازتاب طبيعي رنگ برگ گياه ايجاد مي‌شود و هر چه رطوبت خاك كمتر شود، رنگ برگ تيره‌تر مي‌گردد و اين تغييرات بر المان هاي سيستم رنگي lab تاثير مي گذارد.
نتيجه گيري: سيستم رنگي LAB با ضريب همبستگي بالاتر از 94 درصد مي‌تواند به عنوان يك سيستم كارآمد در بررسي تغييرات رنگي برگ و تعيين زمان آبياري به‌كاربرده شود، از مزاياي اين روش، ميتوان به حجم عمليات محاسباتي مناسب و دقت بالاي نتايج آن اشاره نمود. بالا بردن دقت در اين روش و بررسي امكان كاربردي كردن آن نياز به تحقيقات بيشتر دارد و سادگي و در عين حال هزينه پايين اين روش مي‌تواند عامل توجيه كننده خوبي در ادامه بررسي‌ها و استفاده از آن محسوب شود. به طور قطع، با توسعه تحقيقات در سيستم پيشنهادي اعم ازبه كارگيري تجهيزات آزمايشگاهي و نيز روش هاي عددي دقيق تر ميتوان به نتايج قابل قبولي در زمينه تخمين زمان دقيق آبياري دست يافت. از طرفي از سه مدل درختي QUEST, C5 و CHAID كه الگوريتم‌هاي درخت تصميم هستند، جهت پيش‌بيني كلاس هاي رطوبتي خاك استفاده شد. نتايج حاصله نشان داد كه مدل درختي C5 دقت بالاتري نسبت به مدل هاي ديگر دارد و دقت پيش‌بيني كلاس هاي رطوبتي خاك توسط اين مدل براي سيستم BAL، 86 درصد است.
چكيده لاتين :
Background and Purpose: The problem of water scarcity is one of the most important agricultural problems in Iran, therefore proper and timely use of water resources is essential. One of the strategies for optimal use of water in agriculture is irrigation planning of agricultural products. Irrigation planning means specifying the irrigation time and amount of water needed at each irrigation time during the plant growth period. In this study, in order to determine the irrigation time, the color change index of pepper leaf due to the decrease in soil moisture was used. So far, some studies have been carried out to determine some of the agronomic parameters of the fruit and leaf color changes using digital image processing, but no evidence is available for the relationship between leaf color and soil moisture subject to this thesis. Therefore, it can be assumed that this research is the first research in this field.
Materials and Methods: In order to investigate the effect of water stress on leaf color of chili pepper, plastic pots and dimaz chili peppers were used. The measured parameters included plant leaf color and soil moisture. Leaves were photographed daily and finally leaf color analysis was performed using Photoshop and BAL color scheme. The experiment was conducted in a completely randomized design with five treatments including 10, 30 and 50% water stress, complete irrigation and no irrigation treatment in four replications for irrigation planning. (No irrigation treatment was considered as control treatment). Water stress was applied to the treatments for 52 days during plant growth period from transplanting (three weeks after transplanting) until harvest.
Results: The LAB color system with a correlation coefficient higher than 94% can be used as an efficient system for investigating leaf color changes and determining irrigation time. One of the advantages of this method is its high computational volume and high accuracy of results. Increasing the accuracy of this method and examining its feasibility requires further research, and its simplicity and low cost can be a good justification for continuing its use. Certainly, by developing research on the proposed system, including the use of laboratory equipment and more accurate numerical methods, acceptable results can be obtained in estimating the exact irrigation time. On the other hand, three tree models QUEST, C5 and CHAID, which are decision tree algorithms, were used to predict soil moisture classes. The results showed that the C5 tree model had higher accuracy than other models and the accuracy of prediction of soil moisture classes by this model for the lab system was 86%.
Conclusion: The findings showed that as a result of soil moisture changes, there is a change in the natural reflection of the leaf color of the plant, and the lower the soil moisture, the darker the leaf color becomes and these changes affect the elements of the lab color system.
