Yaprak ve Taç Düzeyindeki Spektral Ölçümler ile Biberin Yaprak Su Potansiyelinin Belirlenmesi

Abstract

Bitkisel üretimde verimi ve ürün kalitesini sınırlayan etmenlerden biri de bitkinin maruz kaldığı su stresidir. Uzaktan algılamada spektral yansıma ölçümleri kullanılarak bitkideki su stresi belirlenebilmektedir. Bu çalışmada, biber (Capsicum annuum, L. cv. California Wonder) bitkisinde hem yaprak hem de taç düzeyinde yapılan spektral ölçümler sonucu hesaplanan indekslerin su stresine tepkileri ve yaprak su potansiyeli ile aralarındaki ilişkiler araştırılmıştır. Bu amaçla 2018 yılında Çanakkale’de kurulan denemede, bir tam sulama (kullanılabilir nemin %100’ü) ve üç su stresi düzeyi (tam sulamanın %75’i, %50’si ve %25’i) olmak üzere 4 farklı sulama konusu ele alınmıştır. Yaprak düzeyindeki yansıma ölçümleri 1°, taç düzeyindeki ölçümler ise 25° görüş açılı lens kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen bu yansıma değerlerinden bitkinin fizyolojik durumuna hassas olan Su İndeksi (WBI), Değişken Konumlu Su Bant İndeksi (fWBI), Normalize Edilmiş Vejetatif Değişim İndeksi (NDVI), Basit Oran (SR) ve Kırmızı-Yeşil Oran İndeksi (RGI) olmak üzere beş farklı spektral indeks hesaplanmıştır. Çalışma sonucuna göre yaprak düzeyinde hesaplanan indekslerden sadece SR, taç düzeyinde hesaplanan indekslerden de fWBI, NDVI ve RGI su stresini ayırt etmede diğerlerine göre daha başarılı bulunmuştur. Ayrıca genel itibariyle taç ölçümlerinin yaprak düzeyindeki ölçümlere göre daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Yaprak su potansiyeli ile her iki ölçüm tekniğiyle de hesaplanan spektral indeksler arasında önemli ilişkiler elde edilmiştir. Regresyon analizi sonuçlarına göre; en yüksek belirtme katsayıları (R2 ), yaprak düzeyinde WBI ve fWBI (R2 =0,87), taç düzeyinde de fWBI ve RGI (R2 =0,86) indeksleri ile yaprak su potansiyeli arasında olmuştur. Sonuç olarak her iki ölçüm tekniğiyle hesaplanan spektral indekslerin biberde su stresinin ve yaprak su potansiyelinin belirlenmesinde önemli potansiyele sahip olduğu söylenebilir.

One of the factors limiting the yield and quality in crop production is the water stress to which the plant is exposed. In the remote sensing, water stress in the plant can be determined by using spectral reflectance measurements. In this study, responses to water stress of the indices calculated by spectral measurements at the leaf and canopy level in pepper (Capsicum annuum L. cv. California Wonder) and the relationships between leaf water potential and these indices were investigated. For this purpose, in 2018, in Canakkale, four different irrigation treatments (full irrigation (100% of available moisture) and three levels of water stress (75%, 50% and 25% of full irrigation)) were discussed. Reflectance measurements at leaf level were measured at 1°, and at canopy level measurements were made using a 25° view angle lens. Five different spectral indices (Water Band Index (WBI), floating-position water band index (fWBI), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Simple Ratio (SR), Red/Green Index (RGI)) which were sensitive to the physiological traits of the plant were calculated from these reflectance values. According to the results of the study, only SR from the indices calculated at the leaf level and fWBI, NDVI and RGI from the indices calculated at the canopy level were found to be more successful than others in distinguishing water stress. In addition, canopy measurements were generally better than leaf level measurements. Significant relationships were obtained between leaf water potential and spectral indices calculated by both measurement techniques. According to the results of regression analysis; the highest coefficients of determination (R2 ) between the leaf water potential and the indices were in WBI and fWBI (R2 = 0.87) at the leaf level, fWBI and RGI (R2 = 0.86) indices at the canopy level. As a result, it can be said that the spectral indices calculated with both measurement techniques have significant potential for determining water stress and leaf water potential in pepper.