Estimation of Nitrogen Levels By Remote Sensing Method in Alfalfa (Medicago sativa L.)

Bu çalışmada, yonca (Medicago sativa L.) bitkisinde uzaktan algılama yöntemi ile spektral yansıma değerlerinin elde edilmesi ve bu değerlerin kullanılmasıyla azot düzeylerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmalar hem tarla hem de sera koşullarında yürütülmüştür. Tarla koşullarında parsellere ve sera koşullarında saksılara farklı oranlarda azot, fosfor ve potasyum uygulaması yapılmıştır. Spektral yansıma ölçümleri bitkilerin çiçeklenmeye başladığı dönemde kanopi (genel) ve tek yaprak düzeyinde yapılmıştır ve yansıma ölçümleri elektromanyetik spektrumun 325-1075 nm dalga boyları arasında yansıma ölçümleri yapabilen taşınabilir bir spektroradyometre kullanılarak yapılmıştır. Yapraktan yapılan ölçümler için yapay ışık kaynağı bulunan yaprak ölçüm cihazı (plant probe) ve yaprak tutucu (leaf clip) kullanılmıştır. Elde edilen verilerin istatistiksel analizi MINITAB 13 istatistik programında stepwise (değişken ekleme-çıkarma) regresyon analizi kullanılarak yapılmıştır. Çalışma sonucunda, bitkideki azot düzeyleri ile yansıma değerleri arasında önemli (Tarla-genel: 0.94, Tarla-yaprak: 0.23, Sera-genel: 0.55, Sera-yaprak:0.92) ilişkiler belirlenmiştir. Sonuçlar ayrıca, azot düzeylerindeki değişimlerin özellikle spektrumun görünür bölgesindeki (400-700 nm) yansımaları etkilediğini göstermiştir. Dalga boyları ayrı ayrı değerlendirildiğinde ise özellikle fotosentez için önemli olan mavi, kırmızı ve yakın kızılötesi bölgelere ait dalga boylarının azot seviyelerinin tahmininde kullanılabileceğini göstermiştir.

The aim of this study was to obtain spectral reflectance values by using remote sensing method in alfalfa plant and to estimate nitrogen levels by using these values. The treatments were carried out in both field and greenhouse conditions. Different nitrogen, phosphorus and potassium doses were applied to plots in the field and pots in greenhouse. Spectral reflectance measurements were made at both the canopy (general) level and the single leaf level when the plants were in pre-flowering stage. Reflectance measurements were undertaken using a portable spectroradiometer measuring the wavelength range of 325-1075 nm of the electromagnetic spectrum. Plant probe with artificial light source and leaf clip were used for leaf measurements. Statistical analyses were conducted using stepwise regression analysis implemented in MINITAB-13 statistical program. As a result of the study, significant relationships (Field-canopy: 0.94, Field-leaf: 0.23, Greenhouse-canopy: 0.55, Greenhouse-leaf: 0.92) were determined between the nitrogen levels in the plant and the reflectance values. Also results showed that changes in nitrogen levels affect reflectance in the visible region (400-700 nm) of the spectrum. When the wavelengths were evaluated separately, it was observed that the wavelengths of the blue, red and near infrared regions, which are important for photosynthesis, can be used to estimate the nitrogen levels.