Biber bitkisinde çinko içeriğinin hiperspektral algılama teknikleriyle belirlenebilirliğinin araştırılması
Research on determining zinc content of pepper by using hyperspectral sensing techniques
Yazar: MELAHAT ÖZKUL
Danışman: DOÇ. DR. LEVENT BAŞAYİĞİT
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada; çinko sülfat hepta hidrat (ZnSO4.7H2O) ve çinko etilendiamintetraasetik asit (ZnEDTA) ile farklı dozlarda uygulama yapılan biber bitkilerinde çinko (Zn) besin içeriğinin hiperspektral yöntemler ile belirlenebilirliği araştırılmıştır. Çalışma sera ortamında yürütülmüş, deneme bitkilerine iki farklı gübre (ZnSO4.7H2O ve ZnEDTA) çeşidi için 5 farklı doz uygulaması yapılmıştır. Deneme deseni her bir dozda 5 tekerrür olacak şekilde toplam 50 saksıdan oluşmuştur. 5 farklı dönemde her bir saksıdan 3?er tane olmak üzere toplam 150 biber bitkisi örneğinde çalışma yapılmıştır. Spektral yansımalar ASD FieldSpec HandHeld spektroradyometre cihazı-bitki probu (plant probe) aparatı kullanılarak ölçülmüş, biber bitkisi yapraklarında çinko (Zn) analizleri yanında klorofil (Kl-a, Kl-b), azot (N), fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezum (Mg), bakır (Cu), demir (Fe) ve mangan (Mn) besin elementi içerikleri belirlenmiştir. Spektral yansıma ölçümlerinin 1. türev eğrileri ile çinko (Zn) besin elementi seviyeleri stepwise çoklu lineer regresyon analiz yöntemiyle değerlendirilmiş, en yüksek r2 değerli tahmin modelleri oluşturulmuştur. Araştırma konusu olan çinko (Zn) elementinin belirlenmesinde kullanılabilecek dalga boyları belirlenmiştir. Çinko sülfat hepta hidrat (ZnSO4.7H2O) ile çinko etilendiamintetraasetik asit (ZnEDTA) uygulamalarından oluşan yansıma grafikleri, türev grafikleri ve tahmin model denklemleri karşılaştırılmıştır. Çinko sülfat hepta hidrat (ZnSO4.7H2O) ve çinko etilendiamintetraasetik asit (ZnEDTA) ile gübreleme yapılan biber bitkilerinin çinko (Zn) değerleri ile bitki örtüsü indekslerinin değerleri arasındaki ilişkiyi belirlemek için korelasyon analizi yapılmıştır. Bitki örtüsü indeksleri ile çinko (Zn) besin elementi içeriklerinin arasındaki ilişkiyi gösteren grafikler elde edilmiştir. Çalışma sonucunda çinko sülfat hepta hidrat (ZnSO4.7H2O) ve çinko etilendiamintetraasetik asit (ZnEDTA) uygulamalarının her ikisinde 640 nm dalga boyundaki yansıma değerleri önemli bulunmuştur. Çinko sülfat hepta hidrat (ZnSO4.7H2O) uygulamasında çinko (Zn) tahmin modelleri için 400-500 nm arasındaki dalga boyları, çinko etilendiamintetraasetik asit (ZnEDTA) için 900-1000 nm arasındaki dalga boyları yüksek doğruluk katsayısı vermiştir.Sonuç olarak, biber bitkisinde çinko (Zn) içeriğinin hiperspektral yansıma yöntemlerine göre belirlenebilirliğinde yansıma eğrileri ve türev dönüşümleri için farklı dalga boylarının kullanılması gerektiği, bitki indislerinin daha büyük veri setlerinde araştırılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Biber, çinko sülfat, çinko EDTA, spektroradyometre

Abstract:
In this study, the determination of zinc content of pepper that applied different doses of Zinc sulphate hepta hydrate (ZnSO4.7H2O) and ethylenediaminetetraacetic acid (ZnEDTA) was researched using hyperspectral method. This study carried out in the greenhouse, plants were applied two differents fertilizer (ZnSO4.7H2O and ZnEDTA) that have five doses. It was existed fifty pots that had five redurrence and each of pot was got three pepper plants. Three leaf samples from each pot were taken at five different growing stages for analysis. ASD FieldSpec HandHeld spectroradiometer and plant probe chlorophyll (Kl-a, Kl-b), nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), copper (Cu), iron (Fe) and manganese (Mn) nutrition also were determined addition to zinc (Zn) analysis in the leaves. The zinc (Zn) concentrations were determined by stepwise multiple linear regression analysis of the first degree derivation of spectral reflectance peaks with maximum r2. Possible wave lengths in zinc (Zn) measurements were determined. Reflectance peaks, its first order derivatives and the equation of prediction models for Zinc sulphate hepta hydrate (ZnSO4.7H2O) and ethylenediaminetetraacetic acid (ZnEDTA) were compared. In order to reveal the relationships between zinc (Zn) concentration of leaf samples fertized with both ZnSO4.7H2O and ZnEDTA correlation analysis were vegetation index and performed. The relationships between plant vegetation index an zinc (Zn) concentration were visualized by diagrams. Reflectance peaks at 640 nm wave lengths was found significant at both fertilizers. Highes accuracies were obtained at 400-500 nm for ZnSO4 treatments whereas 900-1000 nm wave lengths was better for ZnEDTA treatments.As a result, different spectral wave lengths should be used for determination of zinc (Zn) concentration from hyperspectral reflectance peaks, but plants vegetation index have to test on more extensive data set to be determined by hyperspectral reflectance method.

Keywords: Pepper, zinc sulfate, zinc EDTA, spectroradiometer