Biber bitkisinin farklı sulama seviyelerindeki tepkilerinin insansız hava aracı ve uzaktan algılama sensörleri ile belirlenmesi
Determination of response to different water stress levels of pepper using unmanned air vehicle and remote sensing sensors
Yazar: EMRE TUNCA
Danışman: PROF. DR. EYÜP SELİM KÖKSAL
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Bitki su tüketimi = Plant water consumption ; Dolmalık biber = Bell pepper ; Spektral analiz = Spectral analysis ; Termal analiz = Thermal analysis ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Bu araştırmanın amacı dolmalık biber bitkisinin su eksikliğine olan tepkilerinin uzaktan algılama (UA) teknikleriyle belirlenme olanaklarının araştırılmasıdır. Bu kapsamda 2018 ve 2019 yıllarında Samsun/Bafra'da yürütülen arazi denemesi S1 (%100), S2 (%70), S3 (%40) ve S4 (yağışa dayalı) olmak üzere dört farklı su yönetimi stratejisi ve üç tekerrürden oluşmuştur. Deneme süresince çeşitli meteorolojik parametreler, toprak su içeriği, net radyasyon, verim ve kalite parametrelerine yönelik ölçümler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca insansız hava aracı (İHA) ve el radyometreleri ile yüzey sıcaklığı ve spektral yansıma oranı verileri elde edilmiştir. Deneme konularına ait bitki su tüketimi toprak su bütçesi yöntemiyle hesaplanmıştır. Spektral veriler kullanılarak çeşitli indeksler hesaplanmıştır. Araştırma sonucunda; dolmalık biberin mevsimlik su tüketim değerleri 2018 ve 2019 yıllarında sırasıyla S1 deneme konusunda 587,3 ve 566,7 mm, S2  deneme konusunda 528,5 ve 462,9 mm, S3  deneme konusunda 442,3 ve 421,2 mm ve S4  deneme konusunda ise 263,2 ve 288,8 mm olarak hesaplanmıştır. Araştırmadan elde edilen verim değerleri ise S1, S2, S3 ve S4 deneme konularından 2018 yılında 4.667,5, 3.5230,2, 2.941,6 ve 2.614,8 kg da-1 ve 2019 yılında 4.571,0, 3.278,0, 3.265,0 ve 2482,6 kg da-1 olarak elde edilmiştir. Ölçüm ve gözlemler sonucu elde edilen indeksler ile deneme konuları arasında uyum olduğu belirlenmiştir. İHA sistemiyle ve el radyometreleri ile ölçülen verilerin uyumlu olduğu tespit edilmiştir. UA ile belirlenen indeksler ile bitki su tüketimi, verim ve kalite parametreleri arasında yüksek seviyede istatistiksel uyum olduğu belirlenmiştir. Termal veriler su eksikliğine daha duyarlı iken spektral vejetasyon indeksleri morfolojik özelliklere daha duyarlıdır. Buna göre dolmalık biber bitkisinin UA teknikleri ile izlenmesi su eksikliğinin tespiti ve verim tahmininde önemli bir potansiyele sahiptir. Yapılacak tahminlerdeki hata oranı yetişme mevsimi sonuna doğru giderek azalma göstermiştir.

Abstract:
The aim of this study was determining the responses of the bell pepper crop to water deficiency by remote sensing (RS) techniques. In this context, the field experiment consisted of four different water management strategies as S1 (100%), S2 (70%), S3 (40%) and S4 (rainfed) and three replications was conducted in Samsun/Bafra in 2018 and 2019. Various meteorological parameters, soil water content, net radiation, yield and quality parameters were measured during the experiment. In addition, surface temperature and spectral reflectance data were obtained with unmanned aerial vehicle (UAV) and hand-held radiometers. The evapotranspiration values of the experiment treatments were calculated by the soil water budget method. Several indices were calculated using spectral data. As a result of this study; seasonal evapotranspiration values of the bell pepper were calculated as 587.3 and 566.7 mm in S1, 528.5 and 462.9 mm in S2, 442.3 and 421.2 mm in S3, and 263.2 and 288.8 mm in S4 in 2018 and 2019, respectively. The yield values of S1, S2, S3 and S4 are 4,667.5, 3,5230.2, 2,941.6 in 2018 and 4,571.0, 3,278.0, 3,265,0 and 2,614.8 kg da-1 in 2019, respectively. Indices that obtained from measurement and observations are in aggreament with experiment treatments.It has been determined that the data measured with the UAV system and handheld radiometers are compatible. It has been determined that there is a high level of statistical agreement between the indices determined by UA and plant water consumption, yield and quality parameters. While thermal data are more sensitive to water stress, spectral vegetation indices are more sensitive to morphological features. Accordingly, monitoring of the bell pepper crop with UA techniques has an important potential in the detection of water stress and estimation of yield. The estimation error decreased gradually towards the end of the growing season.