برآورد غیر مخرب کلروفیل و نیتروژن در برگ انگور با استفاده از داده های ابرطیفی زمینی و کاربرد روش ماشین بردار پشتیبان

پایش مقادیر کلروفیل و نیتروژن در مزارع و باغات به عنوان نمادی از سلامت پوشش گیاهی، کمیت و کیفیت محصولات است. معمولا اندازه گیری این پارامترها بوسیله آنالیز آزمایشگاهی صورت می پذیرد، که نیاز به هزینه، صرف وقت و مواد شیمیایی دارد. در مطالعه حاضر به ارزیابی توانایی طیف سنجی زمینی به عنوان روشی سریع، غیرمخرب و دوستدار محیط زیست در برآورد این پارامترها در برگ انگور پرداخته شد. لذا از ۱۸۰ نمونه برگ انگور برداشت شده از ۳۰ موستان در تابستان ۱۳۹۶، منحنی طیفی در دامنه ۳۵۰-۲۵۰۰ نانومتر تهیه شد و طول موج ها و شاخص های طیفی بهینه در تخمین این پارامترها بوسیله رگرسیون حداقل مربعات بخشی (PLS) تعیین شدند. سپس عملکرد متغیرهای بهینه انتخاب شده، بوسیله مدل های رگرسیون چندگانه خطی و ماشین بردار پشتیبان (SVM) ارزیابی شد. نتایج PLS نشان داد، طول موج های واقع در نزدیکی ۲۴۰۲، ۹۴۶، ۷۲۵ و ۴۴۶ نانومتر و طول موج های واقع در نزدیکی۶۹۰، ۱۳۷۰، ۷۲۹، ۴۳۸ و ۳۶۶ نانومتر به ترتیب به عنوان متغیرهای بهینه در پیش بینی مقادیرکلروفیل و نیتروژن در برگ انگور بوده اند. همچنین محدوده های مرئی و لبه قرمز بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات این پارامترها داشتند. نتایج مدل سازی نشان داد، در بهترین ساختارهای مدل SVM، کلروفیل و نیتروژن برگ انگور به ترتیب با ضرایب تعیین برابر با ۹۱/۰ و ۷۲/۰ در مرحله آزمون برآورد شدند. لذا با توجه به نتایج قابل قبول بدست آمده، توصیه می گردد از طیف سنجی زمینی، تشکیل کتابخانه طیفی و معرفی طول موج های بهینه جهت پایش سایر پارامترهای بیوشیمیایی در گونه های گیاهی به عنوان روشی نوین و کارا استفاده گردد.

کلیدواژه ها:

طیف سنجی زمینی ، کلروفیل ، نیتروژن ، انگور ، ماشین بردار پشتیبان