نیشکر

طوفان های گردوغبار یکی از معضلات محیطی در غرب و جنوب غربی ایران به شمار می رود که تأثیر زیادی بر محصولات کشاورزی دارد. هدف این پژوهش مطالعه اثر گردوغبار روی یک محصول صنعتی کشاورزی (نیشکر) است. برای این امر، مطالعات آزمایشی در مزارع شرکت توسعه نیشکر واحد دعبل خزاعی استان خوزستان در سطح دوونیم هکتار، از ماه مرداد تا آذر 1391 انجام گرفت. مزارع آزمایشی شامل دو تیمار شست وشوی برگ ها و عدم شست وشوی برگ ها در یک دوره کشت انجام شد. نتایج آزمون تی. استیودنت به دست آمده درخصوص عملکرد کیفی نیشکر، نشان دهنده این است که تیمارهای مورد آزمایش اختلاف معناداری را در سطح 1درصد برای صفت پیوریتی (درجه خلوص) و در سطح 5 درصد برای میزان شکر دریافت شده و کیفیت نی داشته است که گویای برتری تیمار شست وشو است. در خلال فرایند تیمارهای آزمایش، اختلاف معناداری روی عوامل کمّی رشد گیاه نیشکر به دست نیامده است که بیانگر عدم تأثیر در افزایش عملکرد است. بررسی رابطه بین مقدار نیتروژن و کلروفیل پهنک برگ نشان داد، پدیده گردوغبار بر کاهش نیتروژن سازی محصول و درنهایت روی روند عملکرد کیفی گیاه نیشکر تأثیر منفی دارد.

در سال های اخیر، همزمان با افزایش محدودیت منابع آب، به مفهوم کارایی مصرف آب نیز توجه بیشتری شده است. آب یکی از نهاده های مهم و محدود در تولید محصولات کشاورزی به شمار می رود. هدف از مدیریت منابع آب در کشاورزی، افزایش بهره وری تولید و بالا بردن کارایی مصرف آب است. برای رسیدن به این منظور، در این پژوهش با استفاده از تحلیل پوششی داده ها، کارایی آب مصر فی محصول نیشکر در استان خوزستان طی سالهای 1383 تا 1394 بررسی شد. آمار و اطلاعات مصرف نهاده مربوط به شش شرکت کشت و صنعت نیشکر استان خوزستان که تولیدکننده انحصاری این محصول هستند، جمع آوری شدو با استفاده از نرم افزار گمزبررسی شد و نتایج نشان داد میانگین کارایی مصرف آب آبیاری در دوره مورد بررسی برای کشت نیشکر حدود 70 درصد و میانگین کارایی کل نهاده ها برای تولید این محصول در دوره مورد بررسی حدود 80 درصد است.

شاخص سطح برگ نقش مهمی در تبادل ماده و انرژی بین زمین و اتمسفر دارد. مانند سایر گیاهان، شاخص سطح برگ نیشکر معیار خوبی برای وضعیت سلامت و رشد این محصول است که به دلیل نقش آن در صنایع غذایی و انرژی، اهمیت اقتصادی بسیاری دارد. ماهواره PRISMA که در سال 2019 پرتاب شد، یکی از جدیدترین منابع داده های ابرطیفی را فراهم کرده است که به ویژه، در تهیه نقشه متغیرهای گیاهی کاربرد دارد. در پژوهش حاضر، نوع جدیدی از شبکه های عصبی مصنوعی، موسوم به شبکه عصبی تنظیم شده با روش بیزین (BRANN) که قانون بیز را برای غلبه بر مشکل بیش برازش شبکه های عصبی به کار می برد، استفاده می شود. مدل یادشده روی مجموعه ای داده، متشکل از طیف دریافت شده ازطریق ماهواره PRISMA به منزله متغیر مستقل و مقادیر اندازه گیری شاخص سطح برگ نیشکر به منزله متغیر وابسته، اجرا شد. اندازه گیری های زمینی شاخص سطح برگ نیشکر در 118 واحد نمونه برداری زمینی، روی مزارع کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر در استان خوزستان و در هفت تاریخ متفاوت طی یک دوره رشد نیشکر در سال 1399، انجام شد. مقایسه عملکرد BRANN با یک روش متعارف شبکه عصبی، یعنی شبکه آموزش دیده با روش لونبرگ مارکوارت (LMANN) در بازیابی شاخص سطح برگ نیشکر از طیف PRISMA، حاکی از این است کهRMSE  بازیابی از 26/2 (m 2 /m 2 ) به روش LMANN به 67/0 (m 2 /m 2 )، با استفاده از روش BRANN کاهش یافته است. در این پژوهش، به منظور کاهش ابعاد داده نیز از تبدیل مؤلفه های اصلی استفاده شد. در بازیابی شاخص سطح برگ از بیست مؤلفه اصلی اول نیز RMSE از 41/1 (m 2 /m 2 ) با استفاده از روش LMANN به 71/0 (m 2 /m 2 ) طبق روش BRANN کاهش یافت. استفاده از مؤلفه های اصلی باعث کاهش چشمگیر زمان محاسباتی شد. با اجرای مدل آموزش دیده BRANN روی تصاویر PRISMA به صورت پیکسل به پیکسل، نقشه شاخص سطح برگ نیشکر تولید شد. ارزیابی این نقشه نشان داد که این نقشه تغییرات مکانی شاخص سطح برگ نیشکر را به خوبی نشان می دهد. نتایج این تحقیق بیانگر قابلیت بالای روش BRANN و تصاویر PRISMA برای بازیابی شاخص سطح برگ نیشکر است.