برآورد پوشش گیاهی، شاخص سطح برگ و مقدار نیتروژن برگ چغندرقند با استفاده از عکسبرداری دیجیتال

نوع مقاله: کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا دانشگاه شیراز

2 دانشیار دانشگاه شیراز

3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه شیراز

چکیده

ددر پژوهش حاضر از عکسبرداری دیجیتال جهت برآورد مقدار پوشش گیاهی ، شاخص سطح برگ و نیتروژن جذب شده توسط چغندرقند استفاده گردید. برای این منظور عملیات زراعی کشت چغندرقند رقم پارس در سال‎های زراعی 92-1391 و 93-1392 در خاک لوم‎رسی سیلتی انجام شد. تیمارهای این پژوهش شامل دو سطح آبیاری 100 و 50 درصد نیاز آبی و چهار سطح کود صفر، 60، 120 و 180 کیلوگرم بر هکتار نیتروژن بود. عکس‌ها در طول فصل رشد و به وسیله دوربین دیجیتال مدل canon تهیه شد. با استفاده از نرم‎افزار ILWIS باندهای اصلی شامل قرمز، سبز و آبی (RGB) از عکس‌ها استخراج و ترکیبات مختلف باندهای اصلی تهیه گردید. در مرحله‌ی بعد همبستگی ترکیبات به دست آمده با مقدار نیتروژن جذب شده توسط گیاه بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که رابطه‌ی شاخص GMR (باند سبز منهای باند قرمز) همبستگی مناسبی (0/84) با مقدار نیتروژن جذب شده توسط چغندرقند داشت. با استفاده از نرم‎افزار MATLAB درصد پوشش سبز گیاه چغندرقند به دست آمد و همبستگی آن با ترکیب به دست آمده (GMR) با مقدار ضریب تبیین 0/78 مشخص شد. هم‎چنین با استفاده از رابطه‌ای که بین درصد پوشش و ضریب خاموشی وجود داشت، مقدار ضریب خاموشی برای دوره ابتدایی رشد چغندرقند برابر 0/49 تخمین زده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of canopy cover, leaf area index and leaf nitrogen content in sugar beet using digital photography

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Kamali 1
  • Shahrokh Zand Parsa 2
  • Masoume Zare 3
1 PhD student, Shiraz University, I.R. of Iran
2 Associate professor, Shiraz University, I.R. of Iran
3 MS Graduate, Shiraz University, I.R. of Iran
چکیده [English]

In this study, digital photography was used to estimate canopy cover, leaf area index and nitrogen uptake by sugar beet (Beta vulgaris L.). For doing this, Pars cultivar was sown in a silty clay loam soil for two years, 2012-14. Irrigation treatments included 100 and 50% of irrigation requirement and nitrogen treatments in four levels including 0, 60, 120 and 180 kg N ha-1. Photos were taken during the growing season using Canon digital camera. Main bands of red, green, and blue (RGB) were extracted from photos using ILWIS software and different combinations of the main bands were prepared. Then, correlation of the obtained combinations with the absorbed N was determined. Results showed a high correlation (0.84) between GMR index (green band minus red band) and the absorbed N. Canopy cover was estimated using MATLAB software and its correlation with the GMR index was 0.78. Extinction coefficient was estimated to be 0.49 for the initial period of sugar beet growth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • canopy
  • extinction coefficient
  • Digital photography
  • nitrogen status
Demotes-Mainard S, Boumaza R, Meyer S, Cerovic ZG. Indicators of nitrogen status for ornamental woody plants based on optical measurements of leaf epidermal polyphenol and chlorophyll contents. Sci. Hort. 2008; 115: 377–385.

Hoffland E, Dicke M, van Tintelen W, Dijkman H, van Beusichem ML. Nitrogen availability and defense of tomato against two-spotted spider mite. J. Chem. Ecol. 2000; 26: 2697–2711.

Kjeldahl J. Neue Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen Körpern. Fresenius J. Anal. Chem. 1883; 22: 366–382

Lee KJ, Lee BW. Estimating canopy cover from color digital camera image of rice field. J. Crop Sci. Biotech. 2011; 14(2): 151 - 155.

Lee KJ, Lee BW. Estimation of rice growth and nitrogen nutrition status using color digital camera image analysis. Europ. J. Agronomy. 2013; 48: 57– 65.

Loague K, Green RE. Validation of Flow and Transport Models for the Unsaturated Zone Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: Overview and application. Journal of Contaminant Hydrology. 1991; 7(1): 51-73

Moradi Kodoyi M. Measurements of crop canopy cover by photography and estimation of its relationship with leaf area index and yield of winter wheat (MS thesis) Shiraz university; 2013.

Muñoz-Huerta RF, Guevara-Gonzalez RG, Contreras-Medina LM, Torres-Pacheco I, Prado-Olivarez J, Ocampo-Velazquez RV. A review of methods for sensing the nitrogen status in plants: advantages, disadvantages and recent advances. Sensors. 2013; 13: 10823-10843.

Ritchie JT. Model for predicting evaporation from a row crop with incomplete cover. Water Resour. Res. 1972; 8(5): 1204-1213.

Saberioon MM, Amin MSM, Anuar AR, Gholizadeh A, Wayayokd A, Khairunniza-Bejo S. Assessment of rice leaf chlorophyll content using visible bands at different growth stages at both the leaf and canopy scale. 2014; 32: 35-45.

Sadeghzade hemayati S, Kashani A, Fathollah Taleghani D, Normohammadi GH, Siadat AA. Effect of sowing date, planting density and cultivar on solar radiation interception indices in sugar beet I. Radiation interception and extinction coefficient. Journal of Sugar Beet. 2008; 24(1): 23-42. (in Persian, abstract in English)

Wang Y, Wang D, Zhang G, Wang J. Estimating nitrogen status of rice using the image segmentation of. Field Crops Research. 2013; 149: 33–39.

Zarco-Tejada PJ, Rueda CA, Ustin SL. Water content estimation in vegetation with MODIS reflectance data and model inversion methods. Remote Sensing Of environmental. 2003; 85: 109-124.