Farklı polikarbonat sera örtü malzemelerinin ortam mikrokliması ve bitki gelişimi üzerine etkisinin termal kameralarla belirlenmesi
Determination of the effect of different polycarbonate greenhouse cover materials on environmental microclimate and plant development with thermal cameras
Yazar: CANDAN KORKMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NEFİSE YASEMİN TEZCAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Bitki gelişimi = Plant development ; Fiziksel özellikler = Physical properties

Özet:
Bu çalışmada, farklı polikarbonat (PC) sera örtü malzemelerinin ortam mikrokliması üzerine etkilerinin araştırılması ile malzemelerin bazı mekanik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bununla birlikte, örtü malzemelerinin mekanik özellikleri ile ortam mikroklimasının termal kameralarla görüntülenmesi ve bitki gelişimi üzerine etkileri de araştırılmıştır. Araştırmada, sera örtü malzemelerinin ortam mikroklimasına ait özelliklerden toplam ışınım geçirgenliği, fotosentetik aktif radyasyon (PAR) geçirgenliği, sera içi ve dış ortam sıcaklık ile sera içi ve dış ortam bağıl nem ölçüm değerleri belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan sera örtü malzemelerinin mekanik özellikleri olarak, sararma indisi ve darbe dayanımı belirlenmiş ve test numunelerinden deneme süresince üç ayda bir termal kamera ile ölçüm alınmıştır. Farklı sera örtü malzemelerinin ışınım geçirgenliğinin bitki büyüme, gelişme, verim ve meyve kalitesi üzerine etkilerini belirlemek ve bu etkileri termal kamera ile tespit etmek amacıyla 2019-2020 ve 2020-2021 yılları bahar döneminde Mart-Haziran ayları arasında serada domates yetiştirilmiştir. Farklı sera örtü malzemelerinin ortam mikroklimasının termal kameralarla görüntülenmesi amacıyla kanopi ve çatı sıcaklıkları termal kamera ile izlenmiştir. Çalışmada ultraviyole (UV) katkılı PC (UV PC), ultraviyole ve infrared (UV+IR) katkılı PC (UV+IR PC) ve yan duvar UV katkılı PC çatı polietilen (PE) (UV PC+PE) başlangıç toplam ışınım geçirgenliğinin sırasıyla; %49.4, %49.2 ve %62.6 olduğu ve çalışma süresinin sonunda sırasıyla, %25.1, %28.9 ve %10.7 oranında azaldığı saptanmıştır. UV PC, UV+IR PC ve UV PC+PE sera örtü malzemelerinde başlangıç PAR geçirgenliğinin %54.7, %49.3 ve %54.1 olduğu ve çalışma süresi sonunda sırasıyla, %27.2, %25.6 ve %9.4 oranında azaldığı belirlenmiştir. Araştırmada UV PC, UV+IR PC ve UV PC+PE sera örtü malzemelerinin başlangıç sararma indisi değerleri sırasıyla -1.46, 4.41 ve -1.28 olduğu, 21. ay itibarıyla sararma indisi değerlerinin sırasıyla 18.4, 14.5 ve 18.7 olduğu belirlenmiştir. UV PC ve UV+IR PC sera örtü malzemelerinde başlangıç darbe dayanım değerlerinin 1203.4 ve 1162.5 g olduğu, çalışmanın sonunda darbe dayanımlarının UV PC malzemede %20.3 oranında azaldığı, UV+IR PC malzemede ise %6.3 oranında arttığı saptanmıştır. Farklı sera örtü malzemelerinin ayrıca, bitki gelişimi üzerine etkisinin incelendiği bu çalışmada toplam verim dikkate alındığında her iki yetiştirme döneminde de en yüksek verim UV+IR PC sera örtü malzemesinde elde edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışmayla, hem ülkemiz hem de dünyada benzer özelliğe sahip bölgeler için PC sera örtü malzemesinin ortam mikrokliması üzerine etkileri, örtü malzemelerinin mekanik özelliklerinin ve ortam mikroklimasının termal kameralarla görüntülenmesi ve bitki gelişimine etkisi ile ilgili birçok temel altlık bilgi ortaya konulmuştur. Ayrıca, gelişen teknolojiyle hasarsız ve temassız tespite imkan veren termal kameraların tarımda kullanılma gerekliliği de ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this study, it was aimed to determine some physical and mechanical properties of different Polycarbonate (PC) greenhouse cover materials and to investigate the effects of these materials on the indoor environmental conditions. In addition, the mechanical properties of the cover materials and the imaging of the ambient microclimate via thermal cameras and their effects on plant growth were investigated. In the study, the total radiation transmittance and photosynthetic effective radiation (PAR) transmittance were determined as the physical properties of greenhouse cover materials. The yellowing index and impact strength were determined as the mechanical properties of the greenhouse cover materials used in the study and measurements were taken from the test samples with a thermal camera every three months during the trial period. Tomato cultivation was carried out in the greenhouse between 2019-2020 and 2020-2021 spring terms to determine the effects of radiation permeability of different greenhouse cover materials on the plant growth, development, yield and fruit quality and to determine this effect via a thermal camera. In the study, the greenhouse indoor and outdoor temperature and relative humidity values were monitored in order to determine the greenhouse indoor environmental conditions under different greenhouse cover materials. Therefore, the canopy temperatures and roof temperatures were monitored via the thermal camera. In the study, the initial total radiation transmittance of UV protected PC (UV PC), UV+IR protected PC (UV+IR PC) and sidewall UV protected PC roof PE (UV PC+PE) was determined as 49.4%, 49.2% and 62.6%, and decreased by 25.1%, 28.9% and 10.7%, respectively at the end of the study period. It was determined that the initial PAR permeability of UV PC, UV+IR PC and UV PC+ PE greenhouse cover materials was 54.7%, 49.3% and 54.1%, and decreased by 27.2%, 25.6% and 9.4%, respectively at the end of the study period. In the study, the initial yellowing index values of UV PC, UV+IR PC and UV PC+PE greenhouse cover materials were determined as -1.46, 4.41 and -1.28, respectively. As of the 21th month, the yellowing index values were determined as 18.4, 14.5 and 18.7 for UV PC, UV+IR PC and UV PC+PE, respectively. The initial impact strength values of UV PC and UV+IR PC greenhouse cover materials were 1203.4 and 1162.5 g, and the initial impact strengths decreased by 20.3% in the UV PC material, and increased by 6.3% in the UV+IR PC material, at the end of the study. In this study, in which the effects of different greenhouse cover materials on plant growth were examined, the highest yield was obtained from UV+IR PC greenhouse cover material in both years of cultivation when the total yield is taken into consideration. As a result, in this study, valuable information related the effects of PC greenhouse cover material on the indoor environmental conditions, the visualization of the mechanical properties of the cover materials and the ambient microclimate with thermal cameras, and the effect on plant growth have been revealed both in Turkey and in the regions with similar features across the world. Moreover, the necessity of using thermal cameras,  enabling damage-free and contactless detection with the rise of technology, in many fields of agriculture has also been put forth.