عبدالحمید دشتی آهنگر

غلظت شیمیایی مواد در برگ گیاهان، مهم ترین عامل آشکار کننده شرایط زیست شناختی آنها است. از بین عناصر شیمیایی برگی مختلف، نیتروژن یکی از عناصر مهم و اصلی در فتوسنتز و وضعیت تغذیه ای گیاه است. به طور سنتی، مقدار نیتروژن برگ در آزمایشگاه با استفاده از روش های شیمیایی تعیین می شود. مطالعات نشان داده که فناوری سنجش از دور، روش نوینی را برای جایگزینی روش های شیمیایی پیچیده، زمان بَر و هزینه بَر در برآورد نیتروژنِ گیاهانِ مناطق جغرافیایی گسترده پیشنهاد می کند. هدف این پژوهش، برآورد مقدار نیتروژن تاج پوشش گیاه سویا در منطقه جغرافیایی گسترده و با استفاده از روش های سنجش از دور است. در این مطالعه از تصویر سنجنده TM ماهواره LANDSAT استفاده شده است که این تصاویر همزمان با تاریخ عملیات میدانی دریافت شد. عملیات میدانی در روزهای پانزدهم تا نوزدهم مرداد ماه سال 1389 در ناحیه شمال ایران گرگان انجام گرفت. پنجاه پلات 30×30 مترمربعی به صورت تصادفی انتخاب شد و در هریک، چهار تا هفت زیرپلات یک متر مربعی با توجه به همگنی محصول برگزیده شد. از هر زیرپلات سی برگ از قسمت های مختلف تاج پوشش بریده و پس از انتقال به آزمایشگاه با استفاده از روش پرسولفات، غلظت نیتروژن گیاه اندازه گیری شد. در هر زیرپلات درصد پوشش گیاه نیز اندازه گیری شد. درصد پوشش حاصل در میزان نیتروژن اندازه گیری شده در سطح برگ ضرب و در نتیجه مقدار نیتروژن تاج پوشش (CNC) گیاه به دست آمد. رگرسیون مقدار نیتروژن تاج پوشش در مقابل شاخص گیاهی اختلاف نرمال شده (NDVI)، شاخص سبزینگی (GI)، شاخص گیاهی تعدیل شده با خاک (SAVI2) و شاخص (GRI) ترسیم شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داد که شاخص GI رابطه نزدیکی با CNC دارد (022/1 = و 6488/0 = ) و از آن می توان در تخمین مقادیر نیتروژن در گیاهان استفاده کرد.

معکوس سازی مدل های مبتنی بر فیزیک ـ براساس انتشار تابش درون تاج پوشش ـ مشخصاً در زمرة روش های موفق در تخمین مقدار پارامترهای پوشش گیاهی از قبیل شاخص سطح برگ و کلروفیل با استفاده از داده های سنجش از دور است. در این تحقیق مقدار کلروفیل گیاه برنج در سطح تاج پوشش به عنوان شاخص وضعیت گیاه تخمین زده شد. بدین منظور، مدل انتقال تابش PROSAIL و تصویر سنجنده 2-AVNIR ماهواره ALOS مورد استفاده قرار گرفت. تحقیق میدانی جامعی نیز در طول ماه های تیر و مرداد 1389 در ناحیه شمال ایران ـ آمل ـ صورت گرفت. 60 پلات: 20 20 متر مربعی به صورت تصادفی انتخاب شدند و در هر یک از آنها 4 تا 7 زیرپلات با توجه به همگنی محصول انتخاب گردید. سپس مقدار کلروفیل در هر زیرپلات با استفاده از دستگاه 502-SPAD اندازه گیری شد. تصحیحات اتمسفری با استفاده از مدل MODTRAN انجام گرفت. در گام بعد مدل PROSAIL برای شبیه سازی طیف در باندهای 2-AVNIR اصلاح گردید. آنالیز حساسیت مدل نیز برای تعیین پارامترهای ثابت و آزاد صورت پذیرفت، و سپس براساس مطالعات میدانی دامنه پارامترهای آزاد ورودی به مدل تعیین شد. با استفاده از روش بهینه سازی درون تکرار مدل معکوس و مقدار کلروفیل در دو سطح برگ و تاج پوشش (مقدار کلروفیل برگ شاخص سطح برگ) تخمین زده شد. از شاخص های 2R و RMSE بین مقادیر تخمین زده شده و داده های میدانی به منظور ارزیابی مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل PROSAIL استخراج کلروفیل در سطح برگ دقت چندان مناسبی ندارد، اما می توان کلروفیل را با دقت نسبتاً مطلوبی در سطح تاج پوشش تخمین زد (57/0=2R و 47/0=RMSE) و در تحقیقات اکولوژیک و پایش محصول استفاده کرد.