SlideShare a Scribd company logo
Research Article
Vol. 14, No. 2, 2024, p. 119-133
Rapid and Non-destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on
Leaf Spectral Analysis
R. Azadnia1
, A. Rajabipour 2*
, B. Jamshidi 3
, M. Omid 2
1- PhD Student, Biosystems Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, University
of Tehran, Iran
2- Professor, Biosystems Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, University of
Tehran, Iran
3- Associate Professor, Smart Agricultural Research Department, Agricultural Engineering Research Institute,
Agricultural Research Education and Extension Organization, Karaj, Iran
(*- Corresponding Author Email: arajabi@ut.ac.ir)
How to cite this article:
Azadnia, R., Rajabipour, A., Jamshidi, B., & Omid, M. (2024). Rapid and Non-
destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on Leaf Spectral Analysis.
Journal of Agricultural Machinery, 14(2), 119-133. (in Persian with English abstract).
https://doi.org/10.22067/jam.2022.78770.1125
Received: 17 September 2022
Revised: 02 November 2022
Accepted: 13 November 2022
Available Online: 13 November 2022
Introduction1
Apple is one of the most frequently consumed fruits in the world. It is a source of minerals, fiber, various
biological compounds such as vitamin C, and phenolic compounds (natural antioxidants). The amount of
nutrients plays a significant role in the growth, reproduction, and performance of agricultural products and
plants. Chemical inputs can be accurately managed by predicting these elements. Thus, timely and accurate
monitoring and managing the status of crop nutrition is crucial for adjusting fertilization, increasing the yield,
and improving the quality. This approach minimizes the application of chemical fertilizers and reduces the risk
of environmental degradation. In crop plants, leaf samples are typically analyzed to diagnose nutrient
deficiencies and imbalances, as well as to evaluate the effectiveness of the current nutrient management system.
Therefore, the main aim of this study is to estimate the level of Nitrogen (N), Phosphorus (P), and Potassium (K)
elements in the leaves of the apple tree using the non-destructive method of Visible/Near-infrared (Vis/NIR)
spectroscopy at the wavelength range of 500 to 1000 nm coupled with chemometrics analysis.
Materials and Methods
This research investigated the potential of the Vis/NIR spectroscopy coupled with chemometrics analysis for
predicting NPK nutrient levels of apple trees. In this study, 80 leaf samples of apple trees were randomly picked
and transferred to the laboratory for spectral measurement. The Green-Wave spectrometer (StellarNet Inc,
Florida, USA) was utilized to collect the spectral data. In the next step, the spectral data were transferred to the
laptop using the Spectra Wiz software (StellarNet Inc, Florida, USA). For this purpose, spectroscopy of the leaf
samples was done in interactance mode. Ten random points were selected on each leaf to capture reflectance
spectra and the averaged spectrum was used to determine the reflectance (R). The data was then transformed into
absorbance (log 1/R) for chemometrics analysis. Following the spectroscopy measurements, the NPK contents
were measured using reference methods. Afterward, Partial Least Square (PLS) multivariate calibration models
were developed based on the reference measurements and spectral information using different pre-processing
techniques. To remove the unwanted effects, various pre-processing methods were utilized to obtain an accurate
calibration model. To evaluate the proposed models, the Root Mean Square Error of calibration and prediction
sets (RMSEC and RMSEP), as well as the correlation coefficient of calibration and prediction sets (rc and rp),
and Residual Predictive Deviation (RPD) were calculated.
©2022 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons
Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0).
https://doi.org/10.22067/jam.2022.78770.1125
Journal of Agricultural Machinery
Homepage: https://jame.um.ac.ir
120
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
Results and Discussion
The statistical metrics were calculated for the evaluation of PLS models and the results indicated that the PLS
models could efficiently predict the NPK contents with satisfactory accuracy. The model with the best
performance for nitrogen prediction was based on the standard normal variate pre-processing method in
combination with the second derivative (SNV+D2) and resulted in rc= 0.988, RMSEC=0.028%, rp=0.978,
RMSEP=0.034%, and RPD of 7.47. The best model for P content prediction resulted in rc= 0.967,
RMSEC=0.0051%, rp=0.958, RMSEP=0.0057%, and RPD of 5.96. Additionally, the PLS model based on
MSC+D2 pre-processing method resulted in rc= 0.984, RMSEC=0.017%, rp=0.976, RMSEP=0.021%, and RPD
of 7.10, indicating the high potential of PLSR model in predicting K content. Moreover, the weakest performing
model was related to the estimation of P content without pre-processing with rc = 0.774, RMSEC = 0.013%, rp =
0.685, RMSEP = 0.018%, and RPD value of 1.87. Based on the obtained results, the proposed PLS models
coupled with suitable pre-processing methods were able to predict the nutrient content with high precision.
Conclusion
Field spectroscopy has recently gained popularity due to its portability, ease of use, and low cost.
Consequently, the use of a portable system for estimating nutrient levels in the field can significantly save time
and lower laboratory expenses. Therefore, due to the accuracy of the Vis/NIR spectroscopy technique and
according to the obtained results, this method can be used to actualize a portable system based on Vis/NIR
spectroscopy to estimate the nutrient elements needed by the apple trees in the orchards and to increase the
productivity of the orchards.
Keywords: Nutrients, Partial Least Squares, Pre-processing, Spectroscopy, Visible/Near-infrared
‫م‬
‫پژوهشی‬ ‫قاله‬
‫جلد‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
‫ص‬ ،
133
-
119
‫غیرمخرب‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ‫ارزیابی‬
‫مقادیر‬
NPK
‫سیب‬ ‫درخت‬
‫برگ‬ ‫طیفی‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬
‫آزادنیا‬ ‫رحیم‬
1
‫پور‬ ‫رجبی‬ ‫علی‬ ،
2
*
‫جمشیدی‬ ‫بهاره‬ ،
3
،
‫امید‬ ‫محمود‬
2
:‫دریافت‬ ‫تاریخ‬
26
/
06
/
1401
:‫پذیرش‬ ‫تاریخ‬
22
/
08
/
1401
‫چکیده‬
‫به‬ ‫نقش‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬
‫پیش‬ ‫با‬ .‫دارند‬ ‫گیاهان‬ ‫و‬ ‫کشاورزی‬ ‫محصوالت‬ ‫عملکرد‬ ‫و‬ ‫تکثیر‬ ،‫رشد‬ ‫در‬ ‫سزایی‬
‫می‬ ‫عناصر‬ ‫این‬ ‫بینی‬
‫به‬ ‫توان‬
‫ق‬
‫ق‬‫دقی‬ ‫صورت‬
‫نهاده‬
‫مدیریت‬ ‫را‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬
‫قر‬
‫ق‬‫عناص‬ ‫میزان‬ ‫غیرمخرب‬ ‫ارزیابی‬ ‫مطالعه‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫هدف‬ .‫کرد‬
NPK
‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫قه‬
‫ق‬‫اس‬ ‫قا‬
‫ق‬‫ب‬
‫ق‬
‫ق‬‫نزدی‬ ‫قرک‬
‫ق‬‫فروس‬ /‫قی‬
‫ق‬/‫مر‬ ‫ی‬ ‫قن‬
‫ق‬‫س‬
(
Vis/NIR
)
‫موجی‬ ‫ول‬ ‫بازه‬ ‫در‬
500
‫تا‬
1000
‫ی‬ ،‫منظور‬ ‫این‬ ‫برای‬ .‫بود‬ ‫نانومهر‬
‫نمونه‬ ‫از‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫اندازه‬ ‫مد‬ ‫در‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫های‬
‫گیری‬
‫برهم‬
‫کنش‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫ناخواسهه‬ ‫اثرات‬ ‫حذف‬ ‫برای‬ .‫گرفت‬ ‫ام‬ ‫ان‬
‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬
‫مدل‬ ‫تا‬ ‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫پردازش‬
‫ی‬ ‫قن‬
‫ق‬‫واس‬ ‫مدل‬ ،‫راسها‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫شود‬ ‫حاصل‬ ‫دقی‬ ‫ی‬ ‫واسن‬
( ‫ی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ ‫حداقل‬ ‫چندمهغیره‬
PLS
‫اندازه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ )
‫گیری‬
‫روش‬ ‫با‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫و‬ ‫مرجع‬ ‫های‬
‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬
.‫قت‬
‫ق‬‫گرف‬ ‫قرار‬
‫ق‬‫ق‬ ‫قی‬
‫ق‬‫بررس‬ ‫قورد‬
‫ق‬‫م‬ ‫پردازش‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫قدل‬
‫ق‬‫م‬ ‫قرین‬
‫ق‬‫بهه‬
‫پیش‬ ‫روش‬ ‫قر‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قی‬
‫ق‬‫منهن‬ ‫قده‬
‫ق‬‫ش‬
‫قع‬
‫ق‬‫توزی‬ ‫قردازش‬
‫ق‬‫پ‬
‫م‬ ‫قا‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قب‬
‫ق‬‫ترکی‬ ‫در‬ ‫قهاندارد‬
‫ق‬‫اس‬ ‫قال‬
‫ق‬‫نرم‬
‫دوم‬ ‫قه‬
‫ق‬‫ش‬
(SNV+D2)
‫قادیر‬
‫ق‬‫مق‬ ‫قا‬
‫ق‬‫ب‬
988
/
0
=
c
r
،
%
028
/
0
=
RMSEC
،
978
/
0
=
p
r
،
%
034
/
0
=
RMSEP
‫و‬
47
/
7
=
RPD
‫پیش‬ ‫به‬ ‫مهعل‬
.‫بود‬ ‫نیهروژن‬ ‫بینی‬
‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مدل‬ ‫بههرین‬
‫قیم‬
‫ق‬‫پهاس‬
‫و‬
‫ر‬ ‫فس‬
‫پیش‬ ‫روش‬ ‫براساس‬ ‫نیز‬
‫دوم‬ ‫قه‬
‫ق‬‫مش‬ ‫قا‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قب‬
‫ق‬‫ترکی‬ ‫در‬ ‫افزاینده‬ ‫پراکنش‬ ‫تصحیح‬ ‫پردازش‬
(
MSC+D2
)
‫قه‬
‫ق‬‫ب‬
‫ترتیب‬
976
/
0
=
p
r
،
%
021
/
0
=
RMSEP
،
0
1
/
7
=
RPD
‫و‬
958
/
0
=
p
r
،
%
0057
/
0
=
RMSEP
،
96
/
5
=
RPD
‫به‬
‫نهایج‬ .‫آمد‬ ‫دست‬
‫به‬
‫دست‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫پژوهش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫آمده‬
‫ی‬ ‫که‬ ‫دهد‬
‫ی‬ ‫سن‬
Vis/NIR
‫می‬
‫به‬ ‫تواند‬
‫قابل‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ،‫غیرمخرب‬ ‫ابزار‬ ‫ی‬ ‫عنوان‬
‫پیش‬ ‫برای‬ ‫اعهماد‬
‫قد‬
‫ق‬‫ح‬ ‫از‬ ‫قیش‬
‫ق‬‫ب‬ ‫مصرف‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫مقدار‬ ‫بینی‬
‫نهاده‬
‫جلوگیری‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫پیامدهای‬ ‫و‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬
‫شود‬
.
‫واژه‬
:‫کلیدی‬ ‫های‬
‫پیش‬
‫پردا‬
‫ی‬ ،‫ی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ ‫حداقل‬ ،‫زش‬
‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ /‫ی‬/‫مر‬ ،‫عناصرمغذی‬ ،‫ی‬ ‫سن‬
‫مقدمه‬
1
‫محصول‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫و‬ ‫ّی‬‫م‬‫ک‬ ‫بهنود‬ ‫در‬ ‫مهم‬ ‫عوامل‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬
‫به‬
‫می‬ ‫شمار‬
‫ریزش‬ ‫کاهش‬ ،‫میوه‬ ‫شکل‬ ‫و‬ ‫عم‬ ،‫رنگ‬ ‫بهنود‬ ‫باعث‬ ‫که‬ ‫آید‬
‫بیماری‬ ‫و‬ ‫آفات‬ ‫برابر‬ ‫در‬ ‫مقاومت‬ ‫افزایش‬ ،‫میوه‬
‫در‬ ‫مقاومقت‬ ‫قاد‬ ‫ای‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫می‬ ‫سرما‬ ‫برابر‬
‫شقود‬
(
, 2015
Taiz, Zeiger, Møller, & Murphy
)
.
‫آنزیم‬ ،‫کلروفیل‬ ‫اصلی‬ ‫اجزای‬ ‫عناصر‬ ‫این‬
‫پقروتنین‬ ‫و‬ ‫هقا‬
‫تشقکیل‬ ‫را‬ ‫هقا‬
‫می‬
.‫دهند‬
‫سن‬ ،‫خاک‬ ‫نوع‬ ،‫گیاه‬ ‫رشد‬ ‫چون‬ ‫عواملی‬ ‫به‬ ‫عناصر‬ ‫این‬ ‫میزان‬
1
-
‫و‬ ‫مهندسی‬ ‫دانشکده‬ ،‫بیوسیسهم‬ ‫مکانی‬ ‫مهندسی‬ ‫گروه‬ ،‫دکهری‬ ‫وی‬ ‫دانش‬
‫ایران‬ ،‫تهران‬ ،‫تهران‬ ‫دانشگاه‬ ،‫کشاورزی‬ ‫تکنولوژی‬
2
-
‫دا‬ ،‫بیوسیسهم‬ ‫مکانی‬ ‫مهندسی‬ ‫گروه‬ ،‫اسهاد‬
‫تکنولوژی‬ ‫و‬ ‫مهندسی‬ ‫نشکده‬
‫ایران‬ ،‫تهران‬ ،‫تهران‬ ‫دانشگاه‬ ،‫کشاورزی‬
3
-
،‫دانشیار‬
‫تحقیقات‬ ‫بخش‬
‫هوشمندساز‬
‫ی‬
‫کشاورز‬
‫ی‬
،
‫و‬ ‫فنی‬ ‫تحقیقات‬ ‫موسسه‬
‫ایران‬ ،‫کرج‬ ،‫کشاورزی‬ ‫ترویج‬ ‫و‬ ‫آموزش‬ ،‫تحقیقات‬ ‫سازمان‬ ،‫کشاورزی‬ ‫مهندسی‬
*(
-
:‫مسنول‬ ‫نویسنده‬
Email: arajabi@ut.ac.ir
)
https://doi.org/10.22067/jam.2022.78770.1125
.‫دارد‬ ‫بسقهگی‬ ‫درخهقان‬ ‫سقن‬ ‫و‬ ‫درخت‬ ‫روی‬ ‫قرارگیری‬ ‫موقعیت‬ ‫و‬ ‫برگ‬
‫نیهروژن‬
(
N
)
،
‫ر‬ ‫فس‬
(
P
)
‫پهاسیم‬ ‫و‬
(
K
)
‫بقرگ‬ ‫اصقلی‬ ‫مغقذی‬ ‫عناصقر‬
‫به‬ ‫که‬ ‫هسهند‬ ‫درخهان‬
‫فاکهورهای‬ ‫و‬ ‫عملکرد‬ ،‫رشد‬ ‫روی‬ ‫چشمگیری‬ ‫ور‬
‫می‬ ‫اثر‬ ‫ی‬ ‫کی‬
.‫گذارند‬
‫به‬ ‫الع‬ ‫ا‬
‫محصقوالت‬ ‫مغقذی‬ ‫مقواد‬ ‫میزان‬ ‫از‬ ‫موقع‬
‫ویژه‬ ‫اهمیت‬
‫بقه‬ ‫غذایی‬ ‫نیازهای‬ ‫تا‬ ‫دارد‬ ‫ای‬
‫نقرک‬ ‫و‬ ‫تعیقین‬ ‫کقافی‬ ‫انقدازه‬
‫بهی‬ ‫چراکه‬ .‫شود‬ ‫مشخص‬ ‫دقی‬ ‫کوددهی‬
‫نه‬
‫از‬ ‫کقوددهی‬ ‫برنامقه‬ ‫سقازی‬
‫می‬ ‫عملکرد‬ ‫رساندن‬ ‫حداکثر‬ ‫به‬ ‫سنب‬ ‫رفی‬
‫وه‬
‫کی‬ ‫با‬
‫ی‬
‫ت‬
‫رف‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫شده‬
‫می‬ ‫دیگر‬
‫زان‬
‫شی‬ ‫کودهای‬
‫م‬
‫ی‬
‫ا‬
‫ب‬ ‫را‬ ‫مصرفی‬ ‫یی‬
‫می‬ ‫حداقل‬ ‫ه‬
‫اثرات‬ ‫تا‬ ‫رساند‬
‫زی‬
‫ست‬
‫محی‬
‫ط‬
‫ی‬ ‫کاهش‬ ‫ی‬
‫ابد‬
Gal, Schwartz, &
-
Erel, Dag, Ben
(
)
, 2008
Yermiyahu
.
،‫است‬ ‫آن‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫عوامل‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬
‫مقواد‬ ‫خخیقره‬ ‫اصقلی‬ ‫مننع‬ ‫و‬ ‫دارند‬ ‫فعالی‬ ‫مهابولیسم‬ ‫گیاهان‬ ‫برگ‬ ‫چراکه‬
‫و‬ ‫مغذی‬
( ‫هسقهند‬ ‫درخهقان‬ ‫بقرای‬ ‫کربوهیقدرات‬
Embleton, Jones,
, 1973
Labanauskas, & Reuther
.)
‫زی‬ ‫ت‬ ‫بنابراین‬
‫ه‬
‫برگ‬ ‫شیمیایی‬
‫مهم‬
‫تری‬
‫ن‬
‫ارزی‬ ‫برای‬ ‫ابزار‬
‫اب‬
‫وضعی‬ ‫ی‬
‫ت‬
‫مقدیریت‬ ‫و‬ ‫درخهان‬ ‫غذایی‬ ‫عناصر‬
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫هاي‬
‫کشاورزي‬
https://jame.um.ac.ir
122
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
‫زی‬ ‫ت‬ .‫است‬ ‫آن‬ ‫کوددهی‬
‫ه‬
‫تحلی‬ ‫و‬
‫ل‬
‫هدف‬ ‫با‬ ‫معموال‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬
‫تشخی‬
‫ص‬
‫ارزیق‬ ‫و‬ ‫غقذایی‬ ‫عناصقر‬ ‫تعقادل‬ ‫عقدم‬ ‫و‬ ‫کمنود‬
‫اب‬
‫اثربخشقی‬ ‫ی‬
‫برنامه‬
‫مدی‬ ‫های‬
‫ر‬
‫ی‬
‫ت‬
‫می‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫فعلی‬ ‫مغذی‬ ‫مواد‬
‫شقود‬
(Miles, 2010)
.
‫روش‬ ،‫اما‬
‫آزمای‬ ‫های‬
‫شگاه‬
‫زمان‬ ،‫پرزحمت‬ ،‫گران‬ ‫مرسوم‬ ‫ی‬
‫نیازمنقد‬ ‫و‬ ‫بر‬
.‫هسهند‬ ‫آزمایشگاه‬ ‫و‬ ‫مهخصص‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫امروزه‬
‫به‬ ‫غیرمخرب‬ ‫های‬
‫یقت‬ ‫کی‬ ‫ارزیقابی‬ ‫منظقور‬
‫و‬ ‫کقرده‬ ‫جلب‬ ‫خود‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫پژوهشگران‬ ‫نظر‬ ‫کشاورزی‬ ‫محصوالت‬ ‫داخلی‬
‫پژوهش‬ ‫از‬ ‫زیادی‬ ‫م‬ ‫ح‬
‫روش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫ها‬
‫مقی‬ ‫صورت‬ ‫ها‬
.‫گیقرد‬
‫روش‬
‫روش‬ ،‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫بر‬ ‫منهنی‬ ‫های‬
‫یق‬ ‫اپهیکقی‬ ‫هقای‬
‫ی‬ ‫سقن‬
‫نزدی‬ ‫فروسرک‬
1
(NIR)
،
‫ی‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫صوت‬ ‫انهشار‬ ،‫رامان‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫های‬
‫روش‬ ‫جمله‬ ‫از‬ ‫فراصوتی‬
‫بقه‬ ‫امقروزه‬ ‫که‬ ‫هسهند‬ ‫غیرمخربی‬ ‫های‬
‫منظقور‬
‫قرار‬
‫ق‬‫ق‬ ‫اده‬ ‫قه‬
‫ق‬‫اس‬ ‫قورد‬
‫ق‬‫م‬ ‫قاورزی‬
‫ق‬‫کش‬ ‫قوالت‬
‫ق‬‫محص‬ ‫قی‬
‫ق‬‫داخل‬ ‫قت‬
‫ق‬‫ی‬ ‫کی‬ ‫ارزیقابی‬
‫می‬
‫گیرند‬
)
, 2005
Butz, Hofmann, & Tauscher
(
.
‫به‬ ‫بیوفیزیکی‬ ‫و‬ ‫بیوشیمیایی‬ ‫خواص‬
‫قور‬
‫یق‬ ‫چشقمگیری‬
‫هقای‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫تاثیر‬ ‫تحت‬ ‫را‬ ‫گیاهان‬ ‫برگ‬ ‫از‬ ‫بازتابی‬
‫این‬ ‫از‬ .‫دهد‬
‫اسقهخراج‬ ،‫رو‬
‫بی‬ ‫العات‬ ‫ا‬
‫وش‬
‫ی‬
‫م‬
‫ی‬
‫ا‬
‫ی‬ ‫از‬ ‫یی‬
‫ی‬
‫گی‬
‫اه‬
‫پی‬ ‫ی‬
‫وسهه‬
‫تولی‬
‫د‬
‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫شده‬
‫امکان‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫حسگرهای‬ ‫از‬
‫پذی‬
‫ر‬
‫بقه‬ .‫است‬
‫بقه‬ ‫منظقور‬
‫رسقاندن‬ ‫حقداقل‬
‫چالش‬
‫تعیی‬ ‫در‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫مشکالت‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫ن‬
‫بی‬ ‫محهوای‬
‫وش‬
‫ی‬
‫م‬
‫ی‬
‫ا‬
‫ی‬
‫برگ‬ ‫ی‬
‫می‬ ‫گیاهان‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫توان‬
‫ی‬ ‫های‬
‫کرد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ی‬ ‫سن‬
(Mobasheri
& Rahimzadegan, 2012)
‫ی‬ .
‫یق‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫رایق‬ ‫روش‬
‫ج‬
‫بقرای‬
‫تشخی‬
‫ص‬
‫سری‬
‫ع‬
‫محهوی‬
‫ات‬
‫است‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫مغذی‬ ‫مواد‬
(Rady &
Guyer, 2015)
.
( ‫همکقاران‬ ‫و‬ ‫عناسقی‬
Abasi, Minaei, Jamshidi, Fathi, &
, 2019
Khoshtaghaza
‫ب‬ )
‫ا‬
‫ی‬ ‫روش‬ ‫کم‬
‫ی‬ ‫سن‬
NIR
‫از‬ ‫برخقی‬
‫آن‬ .‫دادند‬ ‫قرار‬ ‫ارزیابی‬ ‫مورد‬ ‫را‬ ‫سیب‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫پارامهرهای‬
‫مطالعه‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫موج‬ ‫تندیل‬ ‫از‬
‫پیش‬ ‫معمول‬ ‫های‬
‫مقدل‬ ‫توسقعه‬ ‫برای‬ ‫پردازش‬
‫رگرسیونی‬
‫حداقل‬
‫ی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬
2
(
PLS
)
‫به‬ ‫نهایج‬ .‫کردند‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫دست‬
‫موجق‬ ‫تنقدیل‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫کقه‬ ‫داد‬ ‫نشقان‬ ‫آمده‬
3
‫حقذف‬ ‫بقرای‬
‫داده‬ ‫از‬ ‫قهه‬
‫ق‬‫ناخواس‬ ‫قات‬
‫ق‬‫الع‬ ‫ا‬
‫قدل‬
‫ق‬‫م‬ ‫ق‬
‫ق‬‫ی‬ ‫قه‬
‫ق‬/‫ارا‬ ‫قت‬
‫ق‬‫قابلی‬ ،‫قی‬
‫ق‬ ‫ی‬ ‫قای‬
‫ق‬‫ه‬
‫مطالعقه‬ ‫در‬ ‫محقققان‬ .‫دارد‬ ‫را‬ ‫صحیح‬ ‫و‬ ‫دقی‬ ‫خطی‬ ‫رگرسیونی‬
‫یق‬ ‫ای‬
‫به‬ ‫غیرمخرب‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ‫روش‬
‫خیار‬ ‫شناسایی‬ ‫منظور‬
‫آ‬
‫لوده‬
‫حداکثر‬ ‫براساس‬
‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫نیهرات‬ ‫مع‬ ‫ت‬
‫ی‬ ‫سن‬
Vis/NIR
‫آن‬ .‫دادند‬ ‫ه‬/‫ارا‬
‫هقا‬
‫مققدل‬ ‫یقق‬ ‫تحقیقق‬ ‫ایققن‬ ‫در‬
PLS
‫روش‬ ‫براسققاس‬
‫مخهلقق‬ ‫هققای‬
‫پیش‬
‫داده‬ ‫و‬ ‫پردازش‬
‫هقم‬ .‫دادنقد‬ ‫توسقعه‬ ‫مرجع‬ ‫های‬
‫روش‬ ،‫چنقین‬
‫هقای‬
‫نقه‬
‫روش‬ ‫براسقاس‬ ‫ماهقاالنوبیب‬ ‫و‬ ‫دوم‬ ‫درجقه‬ ،‫خطی‬ ‫مخهل‬ ‫بندی‬
DA
-
PCA
4
‫نقه‬ ‫برای‬
‫نمونه‬ ‫بندی‬
‫(دارای‬ ‫آلقوده‬ ‫از‬ ‫سقالم‬ ‫خیقار‬ ‫هقای‬
‫به‬ ‫نهایج‬ .‫یافت‬ ‫توسعه‬ )‫از‬ ‫م‬ ‫حد‬ ‫از‬ ‫بیش‬ ‫نیهرات‬
‫داد‬ ‫نشقان‬ ‫آمقده‬ ‫دست‬
1- Near-infrared Spectroscopy
2- Partial Least Squares
3- Wavelet Transform
4- Principal Component Analysis-Discriminant Analysis
‫ی‬ ‫روش‬ ‫که‬
‫ی‬ ‫سن‬
Vis/NIR
‫می‬
‫سقامانه‬ ‫توسقعه‬ ‫بقرای‬ ‫تواند‬
‫هقای‬
‫قابل‬
‫به‬ ‫حمل‬
‫خی‬ ‫غربالگری‬ ‫منظور‬
‫نیهرات‬ ‫سطح‬ ‫از‬ ‫م‬ ‫بیشینه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫ارها‬
( ‫شود‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫محصول‬ ‫در‬
Jamshidi & Yazdanfar, 2022
.)
( ‫همکقاران‬ ‫و‬ ‫فرهادی‬
Sayyah, Jamshidi,
-
Farhadi, Afkari
, 2020
& Gorji
)
‫ی‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬
‫ی‬ ‫سن‬
Vis/NIR
‫ترکینات‬ ‫تغییرات‬
‫سیب‬ ‫داخلی‬
‫خخیره‬ ‫حین‬ ‫در‬ ‫زمینی‬
‫ی‬ .‫کردند‬ ‫بررسی‬ ‫را‬ ‫سازی‬
‫ی‬ ‫سقن‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ ‫در‬
450
‫تا‬
1000
‫پقیش‬ ‫بقرای‬ ‫نقانومهر‬
،‫نشاسقهه‬ ‫بینقی‬
‫نمونه‬ ‫وبت‬ ‫ر‬ ‫و‬ ‫قند‬ ‫میزان‬
‫سیب‬ ‫های‬
‫بقه‬ .‫گرفقت‬ ‫قام‬ ‫ان‬ ‫زمینی‬
‫منظقور‬
‫ی‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫رابطه‬ ‫اد‬ ‫ای‬
‫اندازه‬ ‫و‬ ‫جذبی‬ ‫های‬
‫گیری‬
‫دو‬ ‫از‬ ‫مرجع‬ ‫های‬
‫رو‬
‫ش‬
PLS
‫بقه‬ ‫نهقایج‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫مقدل‬ ‫کقه‬ ‫داد‬ ‫نشقان‬ ‫آمقده‬ ‫دسقت‬
‫ه‬/‫ارا‬
‫می‬ ‫شده‬
‫بقاالی‬ ‫همنسهگی‬ ‫ضریب‬ ‫با‬ ‫تواند‬
90
‫قنقد‬ ‫میقزان‬ ‫درصقد‬
‫سیب‬
‫پقیش‬ ‫را‬ ‫زمینی‬
‫مطالعقه‬ ‫در‬ .‫نمایقد‬ ‫بینقی‬
‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫دیگقر‬ ‫ای‬
‫ی‬
‫ی‬ ‫سققن‬
Vis/NIR
‫روش‬ ‫بققا‬ ‫همققراه‬
‫تحلیققل‬ ‫و‬ ‫زیققه‬ ‫ت‬ ‫هققای‬
‫شیمی‬
‫ی‬ ‫سن‬
5
‫نمونه‬ ‫میکروبی‬ ‫بار‬
‫کا‬ ‫های‬
‫قی‬ ‫ی‬ ‫محدود‬ ‫در‬ ‫هو‬
350
‫تقا‬
1100
‫الگقوریهم‬ ‫پقنج‬ ‫از‬ ‫تحقیق‬ ‫ایقن‬ ‫در‬ .‫شد‬ ‫بررسی‬ ‫نانومهر‬
SVM
6
،
SIMCA
7
،
DA
-
PLS
8
،
PCA
‫و‬
HCA
9
‫نمونه‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬
‫هقای‬
‫مدل‬ ‫بههرین‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫نهایج‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫میکروب‬ ‫به‬ ‫آلوده‬ ‫کاهوی‬
‫ه‬/‫ارا‬
‫نظارت‬ ‫الگوریهم‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫شده‬
‫شده‬
PLS-DA
‫روش‬ ‫بقا‬ ‫همراه‬
‫پیش‬
‫قردازش‬
‫ق‬‫پ‬
SNV+D2
‫قه‬
‫ق‬‫ب‬
‫قین‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قهگی‬
‫ق‬‫همنس‬ ‫قریب‬
‫ق‬‫ض‬ .‫قد‬
‫ق‬‫آم‬ ‫قت‬
‫ق‬‫دس‬
‫داده‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬
Vis/NIR
‫داده‬ ‫و‬
‫مرجع‬ ‫های‬
989
/
0
=
c
r
‫به‬
،‫آمقد‬ ‫دست‬
‫نمونه‬ ‫آلودگی‬ ‫تشخیص‬ ‫در‬ ‫تکنی‬ ‫این‬ ‫توانایی‬ ‫که‬
‫نشقان‬ ‫را‬ ‫کاهو‬ ‫های‬
‫مقی‬
( ‫دهقد‬
, 2020
Rahi, Mobli, Jamshidi, Azizi, & Sharifi
.)
( ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫وانگ‬
Wang et al., 2019
‫عناصقر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ )
‫قرگ‬
‫ق‬‫ب‬ ‫در‬ ‫قیم‬
‫ق‬‫پهاس‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫ق‬
‫ق‬‫فس‬ ،‫قروژن‬
‫ق‬‫نیه‬
‫ق‬
‫ق‬‫ی‬ ‫از‬ ‫قکر‬
‫ق‬‫نیش‬ ‫قای‬
‫ق‬‫ه‬
‫ی‬ ‫قن‬
‫ق‬‫س‬
Vis/NIR
‫به‬ .‫کردند‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫به‬ ‫منظور‬
‫آوردن‬ ‫دست‬
‫ی‬
‫بازتقابی‬ ‫هقای‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫از‬ ‫برگ‬
‫مزرعه‬ ‫درون‬ ‫سنج‬
‫رابطقه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫برای‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ای‬
‫داده‬ ‫بین‬
‫ی‬ ‫و‬ ‫مرجع‬ ‫های‬
‫به‬ ‫های‬
‫دست‬
‫مقدل‬ ‫از‬ ‫آمده‬
CARS-PCA-
PLS
‫به‬ ‫نهایج‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫دست‬
‫مدل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫آمده‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫های‬
‫شقده‬
‫دقت‬ ‫با‬ ‫توانست‬
85
/
0
،
67
/
0
‫و‬
93
/
0
‫به‬
‫فس‬ ،‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ترتیب‬
‫و‬ ‫ر‬
‫پیش‬ ‫را‬ ‫پهاسیم‬
‫هم‬ .‫کند‬ ‫بینی‬
‫مطالعه‬ ‫در‬ ‫چنین‬
‫دیگر‬ ‫ای‬
‫به‬ ‫محققان‬
‫منظور‬
‫یق‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫سقیب‬ ‫درخت‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫تعیین‬
‫ی‬ ‫سقن‬
‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬
‫اندازه‬ ‫را‬ ‫برگ‬ ‫کلروفیل‬ ‫و‬
.‫کردنقد‬ ‫گیری‬
‫مدل‬ ‫از‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫محققان‬
PLS
‫بقر‬ ‫منهنقی‬
‫تنقدیل‬
‫فوریه‬
10
‫به‬ ‫نهایج‬ .‫کردند‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫دست‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫روش‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫آمده‬
‫شده‬
‫به‬ ‫توانست‬
‫نهاده‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫صحیح‬ ‫مدیریت‬ ‫منظور‬
‫میزان‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬
‫باالی‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫نیهروژن‬
98
/
0
‫کند‬ ‫ارزیابی‬
(
Tamburini, Ferrari,
5- Chemometrics Analysis
6- Support Vector Machine
7- Soft Independent Modeling of Class Analogy
8- Partial Least Square-Discriminant Analysis
9- Hierarchical Cluster Analysis
10- Fourier Transform
،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬
‫ارز‬
‫ی‬
‫اب‬
‫ی‬
‫سر‬
‫ی‬
‫ع‬
‫غ‬ ‫و‬
‫ي‬
‫رمخرب‬
‫مقاد‬
‫ی‬
‫ر‬
NPK
‫س‬ ‫درخت‬
‫ي‬
‫ب‬
‫مبتن‬
‫ی‬
‫تجز‬ ‫بر‬
‫ی‬
‫ه‬
‫تحل‬ ‫و‬
‫ي‬
‫ل‬
‫ط‬
‫ي‬
‫ف‬
‫ی‬
‫برگ‬
123
, 2015
Marchetti, Pedrini, & Ferro
.)
‫ام‬ ‫ان‬ ‫مطالعات‬ ‫با‬ ‫مطاب‬
‫یق‬ ‫یق‬ ‫تل‬ ،‫شده‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫هقای‬
‫شیمی‬
‫می‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫ی‬ ‫بین‬ ‫رابطه‬ ‫تواند‬
‫عناصر‬ ‫محهویات‬ ‫و‬ ‫بازتابی‬ ‫های‬
‫به‬ ‫را‬ ‫مغذی‬
( ‫کنقد‬ ‫بیقان‬ ‫مسهقیم‬ ‫صورت‬
2017
et al.,
Amiratul
‫از‬ .)
‫به‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫و‬ ‫انهخاب‬ ‫دیگر‬ ‫رف‬
‫نهاده‬ ‫از‬ ‫موقع‬
‫شیمیایی‬ ‫های‬
‫در‬ ‫همیشه‬
‫میقزان‬ ‫از‬ ‫آگقاهی‬ ‫بقرای‬ .‫اسقت‬ ‫داشقهه‬ ‫قرار‬ ‫کشاورزان‬ ‫وظای‬ ‫اولویت‬
‫نهاده‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫مغقذی‬ ‫عناصقر‬ ‫میقزان‬ ‫تقا‬ ‫اسقت‬ ‫الزم‬ ،‫شقیمیایی‬ ‫های‬
‫روش‬ ‫امقا‬ .‫باشقد‬ ‫اخهیار‬ ‫در‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫در‬ ‫موجود‬
‫مقواد‬ ‫ارزیقابی‬ ‫هقای‬
‫به‬ ‫مغذی‬
‫می‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫شیمیایی‬ ‫و‬ ‫مخرب‬ ‫صورت‬
‫هزینقه‬ ‫بسقیار‬ ‫و‬ ‫گیقرد‬
‫بقر‬
‫اسه‬ .‫هسهند‬
‫مقی‬ ‫درخهقان‬ ‫برگ‬ ‫از‬ ‫بازتابی‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫از‬ ‫اده‬
‫توانقد‬
‫به‬ ‫بنابراین‬ .‫شود‬ ‫دسهیابی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫تا‬ ‫کند‬ ‫کم‬
‫قالع‬ ‫ا‬ ‫منظور‬
‫از‬ ‫جلقوگیری‬ ،‫محصقوالت‬ ‫رشقد‬ ‫بقرای‬ ‫کقافی‬ ‫مغقذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫از‬
‫هزینه‬
‫بی‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ی‬ ‫من‬ ‫اثرات‬ ‫و‬ ‫اضافی‬ ‫های‬
‫نهاده‬ ‫رویه‬
‫شقیمیایی‬ ‫هقای‬
‫محیط‬ ‫روی‬
‫است‬ ‫ضروری‬ ،‫زیست‬
‫و‬ ‫سقریع‬ ‫روش‬ ‫یق‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫با‬ ‫تا‬
‫درخقت‬ ‫بقرای‬ ‫بهینه‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ،‫نیهروژن‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫غیرمخرب‬
‫میقزان‬ ‫تعیین‬ ‫هدف‬ ‫با‬ ‫حاضر‬ ‫پژوهش‬ .‫شود‬ ‫ارزیابی‬ ‫رشد‬ ‫دوره‬ ‫ول‬ ‫در‬
‫عناصر‬
NPK
‫ی‬ ‫ی‬ ‫تل‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬
‫ی‬ ‫سن‬
NIR
‫و‬
‫روش‬
‫شیمی‬ ‫های‬
.‫شد‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫مواد‬
‫ها‬
‫جمع‬
‫نمونه‬ ‫آوری‬
‫طیف‬ ‫و‬ ‫ها‬
‫سنجی‬
،‫مطالعه‬ ‫این‬ ‫در‬
80
‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫میان‬ ‫از‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫نمونه‬
‫چی‬ ‫رد‬
1
‫فقوجی‬ ،
2
‫اسقمیت‬ ‫گرنقی‬ ‫و‬
3
‫بقه‬
‫باغقات‬ ‫از‬ ‫تصقادفی‬ ‫صقورت‬
‫جمع‬ ‫غربی‬ ‫ان‬ ‫آخربای‬
‫ی‬ ‫و‬ ‫آوری‬
‫ی‬ ‫یق‬ ‫از‬ .‫شقدند‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫سقنج‬
Green-Wave (Stellar Net Inc., USA)
‫بقه‬ ‫سقیگنال‬ ‫نسقنت‬ ‫بقا‬
‫نویز‬
400:1
( ‫حساس‬ ‫آشکارساز‬ ‫به‬ ‫هز‬ ‫م‬ ،
1024
‫فینر‬ ‫کاوشگر‬ ‫و‬ )‫عنصر‬
‫ی‬ ‫برای‬ ‫نوری‬
‫موج‬ ‫ول‬ ‫در‬ ‫ی‬ ‫سن‬
350
‫تقا‬
1100
‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫نقانومهر‬
‫ی‬ .‫شد‬
‫نمونه‬ ‫از‬ ‫گیری‬
‫برهم‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫ها‬
‫کنش‬
4
‫(شقکل‬ ‫شد‬ ‫ام‬ ‫ان‬
1
.)
‫ی‬ ‫دسهگاه‬
‫هر‬ ‫ی‬ ‫سن‬
20
‫از‬ ‫ید‬ ‫سق‬ ‫مرجقع‬ ‫ی‬ ‫توسط‬ ‫بار‬ ‫ی‬ ‫دقیقه‬
‫اسقهاندا‬ ‫باریم‬ ‫ات‬ ‫سول‬ ‫جنب‬
‫داده‬ .‫شقد‬ ‫کقالینره‬ ‫رد‬
‫نرم‬ ‫توسقط‬ ‫هقا‬
‫افقزار‬
Spectra Wiz software
‫جمع‬
،‫سقیب‬ ‫بقرگ‬ ‫هقر‬ ‫از‬ .‫شدند‬ ‫آوری‬
10
‫به‬ ‫ناحیه‬
‫ی‬ ‫و‬ ‫انهخاب‬ ‫تصادفی‬ ‫صورت‬
‫یق‬ .‫شقدند‬ ‫گیری‬
‫میق‬
‫انگ‬
‫ی‬
‫ن‬
‫به‬
‫بازتاب‬ ‫عنوان‬
(
R
)
‫زی‬ ‫ت‬ ‫برای‬
‫ه‬
‫تحلی‬ ‫و‬
‫ل‬
‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
.
‫نهای‬ ‫در‬
،‫ت‬
‫تمام‬
‫داده‬
‫جذب‬ ‫به‬ ‫ها‬
(
Log1/R
)
‫تندی‬
‫ل‬
‫شدند‬
.
1- Red Chief
2- Fuji
3- Granny Smith
4- Interactance
‫اندازه‬
‫مرجع‬ ‫گیری‬
‫به‬
‫نمونه‬ ‫نیهروژن‬ ‫درصد‬ ‫برآورد‬ ‫منظور‬
‫لقدال‬ ‫ک‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫بقرگ‬ ‫های‬
‫نمونه‬ ‫ابهدا‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫و‬ ‫هضقم‬ ‫وری‬ ‫سول‬ ‫اسید‬ ‫توسط‬ ‫موردنظر‬ ‫های‬
‫آمونیقوم‬ ‫ات‬ ‫سقول‬ ‫ازت‬ .‫شد‬ ‫تندیل‬ ‫آمونیوم‬ ‫ات‬ ‫سول‬ ‫به‬ ‫موجود‬ ‫نیهروژن‬
‫به‬
‫بورات‬ ‫به‬ ‫بوری‬ ‫اسید‬ ‫توسط‬ ‫و‬ ‫آزاد‬ ‫آمونیاک‬ ‫صورت‬
‫و‬ ‫تندیل‬ ‫آمونیوم‬
‫وری‬ ‫سول‬ ‫اسید‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬
1
/
0
‫اسقید‬ ‫محاسقنه‬ ‫بقا‬ .‫شقد‬ ‫تیهر‬ ‫را‬ ‫آن‬
‫به‬ ‫درصقد‬ ‫حسقب‬ ‫بقر‬ ‫ازت‬ ‫مققدار‬ ‫مصرفی‬
‫بقه‬ ‫امقا‬ .‫آمقد‬ ‫دسقت‬
‫منظقور‬
‫اندازه‬
‫ی‬ ‫دسهگاه‬ ‫از‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫مقدار‬ ‫گیری‬
‫پالسقما‬ ‫نشقر‬ ‫سنج‬
-
‫القایی‬ ‫ت‬ ‫ج‬ ‫اپهیکال‬
5
(
–
ICPOES; OPTIMA 2000DV, Perkin
Elmer, Italy
.‫قد‬
‫ق‬‫ش‬ ‫اده‬ ‫قه‬
‫ق‬‫اس‬ )
‫قدول‬
‫ق‬‫ج‬
1
‫داده‬
،‫قداقل‬
‫ق‬‫(ح‬ ‫قاری‬
‫ق‬‫آم‬ ‫قای‬
‫ق‬‫ه‬
‫مققادیر‬ ‫بقه‬ ‫مربقوه‬ )‫معیقار‬ ‫انحقراف‬ ‫و‬ ‫میانگین‬ ،‫حداکثر‬
NPK
‫انقدازه‬
‫گیری‬
‫نمونه‬ ‫شده‬
‫به‬ ‫را‬ ‫آزمایشگاه‬ ‫در‬ ‫برگ‬ ‫های‬
‫نمقایش‬ ‫درصقد‬ ‫صقورت‬
‫می‬
.‫دهد‬
‫پیش‬
‫داده‬ ‫پردازش‬
‫ها‬
‫داده‬ ‫و‬ ‫العقات‬ ‫ا‬
‫یق‬ ‫روی‬ ‫قی‬
‫ق‬ ‫من‬ ‫تقاثیر‬ ‫قد‬
‫ق‬‫ی‬ ‫غیرم‬ ‫هقای‬
‫ی‬ ‫قن‬
‫ق‬‫س‬
‫می‬
‫یق‬ ‫بقین‬ ‫نامناسقنی‬ ‫رگرسقیونی‬ ‫مدل‬ ‫و‬ ‫گذارد‬
‫پارامهرهقای‬ ‫و‬ ‫هقا‬
‫می‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫شیمیایی‬
‫ماننقد‬ ‫عقواملی‬ ‫اثقر‬ ‫در‬ ‫یقد‬ ‫غیرم‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫این‬ .‫کند‬
‫نویز‬ ‫و‬ ‫نمونه‬ ‫اندازه‬ ،‫نمونه‬ ‫آشکارساز‬ ‫فاصله‬ ‫بودن‬ ‫مهغیر‬
‫از‬ ‫حاصقل‬ ‫های‬
‫می‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫محیط‬ ‫و‬ ‫دسهگاه‬ ‫خود‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫عوامل‬ ‫این‬ ‫حذف‬ ‫برای‬ .‫شود‬
-
‫پیش‬ ‫های‬
‫پردازش‬
‫افزاینده‬ ‫پراکنش‬ ‫تصحیح‬
6
(
MSC
)
‫نرمقال‬ ‫توزیع‬ ‫و‬
‫اسهاندارد‬
7
(
SNV
)
‫می‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬
( ‫شقود‬
,
Fu, Ying, Lu, Xu, & Yu
2007
.)
‫ی‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫تصادفی‬ ‫نویزهای‬ ‫حذف‬ ‫و‬ ‫هموارسازی‬ ‫برای‬
-
‫میانگین‬ ‫فیلهر‬ ‫از‬ ‫ها‬
‫مهحرک‬ ‫گیر‬
8
(
MA
)
‫ره‬ ‫پن‬ ‫عرض‬ ‫با‬
3
‫هم‬ ‫و‬
‫چنین‬
‫ساویهزکی‬ ‫هموارساز‬
-
‫گوالی‬
9
(SG)
‫درجقه‬ ‫و‬ ‫همسایگی‬ ‫نقاه‬ ‫تعداد‬ ‫با‬
‫قه‬
‫ق‬‫جمل‬ ‫قد‬
‫ق‬‫چن‬
‫قه‬
‫ق‬‫ب‬ ‫ای‬
‫قا‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قر‬
‫ق‬‫براب‬ ‫قب‬
‫ق‬‫ترتی‬
3
‫و‬
2
‫قم‬
‫ق‬‫ه‬ .‫قد‬
‫ق‬‫ش‬ ‫اده‬ ‫قه‬
‫ق‬‫اس‬
‫قین‬
‫ق‬‫چن‬
‫به‬
‫پی‬ ‫کردن‬ ‫آشکار‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫ت‬ ‫قدرت‬ ‫منظورافزایش‬
‫ضعی‬ ‫های‬
( ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫از‬
D1
‫و‬
D2
‫ساویهزکی‬ ‫الگوریهم‬ ‫برپایه‬ )
-
‫گوال‬
‫با‬ ‫ی‬
‫جمله‬ ‫چند‬ ‫درجه‬ ‫و‬ ‫همسایگی‬ ‫نقاه‬ ‫تعداد‬
‫بقه‬ ‫ای‬
‫ترتیقب‬
3
‫و‬
2
‫اده‬ ‫اسقه‬
‫عقرض‬ ‫ماننقد‬ ‫پارامهرهقایی‬ ‫صحیح‬ ‫انهخاب‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫خکر‬ ‫به‬ ‫الزم‬ .‫شد‬
‫جملقه‬ ‫چنقد‬ ‫درجقه‬ ‫و‬ ‫همسایگی‬ ‫نقاه‬ ‫تعداد‬ ،‫فیلهر‬ ‫ره‬ ‫پن‬
‫بقه‬ ‫ای‬
‫منظقور‬
‫بقه‬ ‫سقیگنال‬ ‫نسنت‬ ‫افزایش‬
‫نقویز‬
‫اسقت‬ ‫برخقوردار‬ ‫بقاالیی‬ ‫اهمیقت‬ ‫از‬
(
,
Jamshidi, Mohajerani, Jamshidi, Minaei, & Sharifi
2016
.)
‫مشه‬ ‫درجه‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫واقع‬ ‫در‬
‫پی‬ ‫گیری‬
‫پهن‬ ‫جذبی‬ ‫های‬
‫تقر‬
‫می‬
‫به‬ ‫و‬ ‫شوند‬
‫که‬ ‫است‬ ‫دلیل‬ ‫همین‬
D2
‫به‬ ‫نسنت‬
D1
‫کی‬ ‫ت‬ ‫قدرت‬ ‫از‬
5- Inductive Coupled Plasma-Optical Emission
Spectrometry
6- Multiplicative Scatter Correction
7- Standard Normal variate
8- Moving Average
9- Savitziky-Golay
124
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
‫مشه‬ ‫اما‬ .‫است‬ ‫برخوردار‬ ‫بههری‬ ‫ی‬ ‫ی‬
‫همیشه‬ ‫باال‬ ‫درجه‬ ‫با‬ ‫گیری‬
‫ید‬ ‫م‬
‫مشه‬ ‫درجه‬ ‫رفهن‬ ‫باال‬ ‫با‬ ‫چراکه‬ ‫نیست‬
‫نقویز‬ ‫بقه‬ ‫سقیگنال‬ ‫نسنت‬ ‫گیری‬
‫می‬ ‫کاهش‬
‫می‬ ‫بین‬ ‫از‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫و‬ ‫یابد‬
‫لذا‬ ،‫روند‬
‫توصقیه‬ ‫معمقوال‬
‫نمی‬
‫مشه‬ ‫از‬ ‫شود‬
‫درجه‬ ‫با‬ ‫گیری‬
2
( ‫شود‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫باال‬ ‫به‬
Jamshidi et
al., 2015
‫ق‬
‫ق‬‫ایق‬ ‫در‬ .)
‫ن‬
‫ق‬
‫ق‬‫ترکیق‬ ‫از‬ ‫قژوهش‬
‫ق‬‫پق‬
‫ب‬
‫روش‬
‫ق‬
‫ق‬‫مخهلق‬ ‫قای‬
‫ق‬‫هق‬
‫پی‬
‫ش‬
‫پردازش‬
‫به‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
‫صورت‬
‫غی‬
‫رمخرب‬
‫بهره‬
‫گی‬
‫ر‬
‫پیش‬ ‫برای‬ .‫شد‬ ‫ی‬
‫داده‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫زیه‬ ‫ت‬ ‫و‬ ‫پردازش‬
‫ها‬
‫نرم‬ ‫از‬
‫افقزار‬
Unscrambler X 14 (CAMO software, Norway)
.‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫شکل‬
1
-
‫اندازه‬ ‫نحوه‬
‫عناصر‬ ‫گیری‬
NPK
‫برگ‬
‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫های‬
‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ /‫ی‬/‫مر‬ ‫ی‬ ‫سن‬
Fig.1. Workflow of measuring NPK nutrients in apple tree leaves using Vis/NIR spectroscopy
‫جدول‬
1
-
‫داده‬
‫مقدار‬ ‫به‬ ‫مربوه‬ ‫آماری‬ ‫های‬
NPK
‫نمونه‬
‫برگ‬ ‫های‬
Table 1- Statistical data related to NPK value of leaf samples
‫نمونه‬
‫واسنجی‬ ‫های‬
Calibration samples
‫نمونه‬
‫اعتبارسنجی‬ ‫های‬
Validation samples
‫حداقل‬
Min
‫حداکثر‬
Max
‫میانگین‬
Mean
‫معیار‬ ‫انحراف‬
Standard deviation
‫حداقل‬
Min
‫حداکثر‬
Max
‫میانگین‬
Mean
‫معیار‬ ‫انحراف‬
Standard deviation
0.54
1.5
0.89
0.212
0.66
1.43
1.03
0.254
‫نیهروژن‬
Nitrogen (%)
0.026
0.14
0.08
0.027
0.022
0.133
0.086
0.034
‫ر‬ ‫فس‬
Phosphorus (%)
0.203
0.79
0.53
0.12
0.22
0.73
0.45
0.147
‫پهاسیم‬
Potassium (%)
‫مدل‬
‫سازی‬
PLS
‫به‬
‫ویژگی‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫ارتناه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫منظور‬
‫اندازه‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫های‬
‫گیری‬
‫شده‬
‫داده‬ ‫و‬
‫مقدل‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬
‫رگرسقیون‬ ‫سقازی‬
‫خطقی‬ ‫چنقدمهغیره‬
( ‫قی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ ‫حداقل‬
PLS
.‫شقد‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ )
‫قی‬/‫جز‬ ‫مربعقات‬ ‫حقداقل‬
‫به‬
‫عنوان‬
‫مقدل‬ ‫یق‬ ‫قاد‬ ‫ای‬ ‫بقرای‬ ،‫خطقی‬ ‫نظقارت‬ ‫تحقت‬ ‫روش‬ ‫یق‬
‫پیش‬
‫اندازه‬ ‫برای‬ ‫بینی‬
‫گیری‬
‫دارد‬ ‫کقاربرد‬ ‫ّی‬‫م‬‫ک‬ ‫های‬
Daszykowski,
(
Kumar,
;
, 2007
Kaczmarek, Vander Heyden, & Walczak
)
, 2014
Bansal, Sarma, & Rawal
‫حقذف‬ ‫و‬ ‫تقداخل‬ ،‫همپوشانی‬ .
‫به‬ ‫العات‬ ‫ا‬
‫مقدل‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫با‬ ‫چشمگیری‬ ‫ور‬
‫سقازی‬
PLS
‫کقاهش‬
‫مقی‬
‫یابقد‬
(
,
Lafhal, Vanloot, Bombarda, Kister, & Dupuy
2016
.)
‫شقیمی‬ ‫روش‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫مزیت‬
‫سقایر‬ ‫بقه‬ ‫نسقنت‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫روش‬
‫است‬ ‫آن‬ ‫خوب‬ ‫عملکرد‬ ‫و‬ ‫سرعت‬ ،‫سادگی‬ ‫ها‬
(
Malegori et al.,
2017
)
‫به‬ ،‫رو‬ ‫این‬ ‫از‬ .
‫داده‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫ارتناه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫منظور‬
‫و‬ ‫مرجقع‬ ‫های‬
‫ی‬
‫انقدازه‬ ‫های‬
‫گیری‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫شقده‬
PLS
‫یق‬ .‫شقد‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬
‫هقای‬
‫اندازه‬
‫گیری‬
‫به‬ ‫شده‬
‫مسقهقل‬ ‫مهغیرهقای‬ ‫عنوان‬
(
X
)
‫داده‬ ‫و‬
‫مرجقع‬ ‫هقای‬
‫به‬
‫وابسهه‬ ‫مهغییر‬ ‫عنوان‬
(
Y
)
.‫شقدند‬ ‫گرفهقه‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫مدل‬ ‫ورودی‬ ‫برای‬
‫هم‬
‫مدل‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مهقابل‬ ‫ی‬ ‫اعهنارسن‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫چنین‬
PLS
‫اده‬ ‫اسه‬
‫داده‬ ‫ابهدا‬ ‫تحقی‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫شد‬
‫زیقه‬ ‫ت‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫پقرت‬ ‫هقای‬
‫ه‬ ‫مول‬
( ‫اصلی‬ ‫های‬
PCA
)
‫حذف‬ ‫و‬ ‫مشخص‬
‫(شکل‬ ‫شدند‬
2
‫نمونه‬ .)
‫های‬
‫باقی‬
( ‫مانده‬
72
‫به‬ )‫نمونه‬
( ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫دسقهه‬ ‫دو‬ ‫بقه‬ ‫تصقادفی‬ ‫صورت‬
54
( ‫آزمون‬ ‫و‬ )‫نمونه‬
18
‫به‬ )‫نمونه‬
‫و‬ ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫مقدل‬ ‫توسقعه‬ ‫بقرای‬ ‫ترتیب‬
‫پیش‬
.‫شدند‬ ‫تقسیم‬ ‫بینی‬
،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬
‫ارز‬
‫ی‬
‫اب‬
‫ی‬
‫سر‬
‫ی‬
‫ع‬
‫غ‬ ‫و‬
‫ي‬
‫رمخرب‬
‫مقاد‬
‫ی‬
‫ر‬
NPK
‫س‬ ‫درخت‬
‫ي‬
‫ب‬
‫مبتن‬
‫ی‬
‫تجز‬ ‫بر‬
‫ی‬
‫ه‬
‫تحل‬ ‫و‬
‫ي‬
‫ل‬
‫ط‬
‫ي‬
‫ف‬
‫ی‬
‫برگ‬
125
‫شکل‬
2
-
‫داده‬ ‫تشخیص‬
‫زیه‬ ‫ت‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫پرت‬ ‫های‬
‫ه‬ ‫مول‬
‫اصلی‬ ‫های‬
Fig.2. Detection of outlier data using PCA method
‫ا‬
‫مدل‬ ‫رزیابی‬
‫مدل‬
‫های‬
‫توسعه‬
‫داده‬
‫مربعقات‬ ‫میقانگین‬ ‫ریشقه‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫شده‬
‫ی‬ ‫واسققن‬ ‫خطققای‬
1
(
RMSEC
)
،
‫ری‬
‫شققه‬
‫میقق‬
‫انگ‬
‫ی‬
‫ن‬
‫خطققای‬ ‫مربعققات‬
‫پی‬
‫ش‬
‫ب‬
‫ی‬
‫ن‬
‫ی‬
2
(
RMSEP
)
،
‫ضری‬
‫ب‬
‫هم‬
‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫بسقهگی‬
3
(
c
r
‫و‬ )
‫ضقری‬
‫ب‬
‫هم‬
‫پی‬ ‫بسهگی‬
‫ش‬
‫ب‬
‫ی‬
‫ن‬
‫ی‬
4
(
p
r
‫شقدند‬ ‫ی‬ ‫اعهنارسن‬ )
Nicolai, Theron,
(
)
, 2007
Lammertyn
&
‫هم‬ .
‫مقدل‬ ‫توانقایی‬، ‫چنین‬
PLS
‫مققادیر‬ ‫بقا‬
‫پیش‬ ‫انحراف‬ ‫نسنت‬
‫بینی‬
5
(
RPD
)
‫مقدار‬ .‫شد‬ ‫یده‬ ‫سن‬
RPD
‫اساس‬ ‫بر‬
‫داده‬ ‫معیقار‬ ‫انحقراف‬ ‫نسنت‬
‫پیش‬ ‫خطقای‬ ‫بقه‬ ‫آزمایشقگاهی‬ ‫هقای‬
‫بینقی‬
‫به‬
‫می‬ ‫دست‬
‫باالی‬ ‫مقدار‬ ‫این‬ ‫اگر‬ .‫آید‬
5
/
2
‫به‬
‫مقی‬ ‫نشان‬ ،‫آید‬ ‫دست‬
‫دهقد‬
‫پیشنهادشده‬ ‫مدل‬ ‫که‬
‫قابل‬ ‫عمکلرد‬
‫دارد‬ ‫قنولی‬
(
Moncada, Martín,
, 2013
Escuredo, Fischer, & Míguez
.)
‫به‬ ‫الزم‬
‫کقه‬ ‫اسقت‬ ‫خکقر‬
‫به‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ ‫انههای‬ ‫و‬ ‫ابهدا‬
‫ایقن‬ ‫از‬ .‫شد‬ ‫حذف‬ ‫نویز‬ ‫داشهن‬ ‫دلیل‬
،‫رو‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬
500
‫تا‬
1000
‫مدل‬ ‫برای‬ ‫نانومهر‬
‫گرفهقه‬ ‫نظقر‬ ‫در‬ ‫سازی‬
.‫شد‬
‫نتایج‬
‫و‬
‫بحث‬
‫داده‬
‫های‬
‫مرجع‬
‫جدول‬
1
‫داده‬
‫انحقراف‬ ‫و‬ ‫میقانگین‬ ،‫حقداکثر‬ ،‫(حقداقل‬ ‫آماری‬ ‫های‬
‫مغقذی‬ ‫عناصقر‬ ‫مققادیر‬ )‫معیار‬
N
،
P
‫و‬
K
‫و‬ ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫دسقهه‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫را‬
‫داده‬ ‫حذف‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫آزمون‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫پرت‬ ‫های‬
‫جقدول‬ ‫بقا‬ ‫مطقاب‬ .‫دهد‬
1
1- Root Mean Square Error of Calibration
2- Root Mean Square Error of Prediction
3- Correlation Coefficient of Calibration
4- Correlation Coefficient of Prediction
5- Residual Predictive Deviation
‫عناصر‬ ‫میزان‬
NPK
‫به‬ ‫درصد‬ ‫برحسب‬
‫کقه‬ ‫صقورت‬ ‫ایقن‬ ‫به‬ .‫آمد‬ ‫دست‬
‫میزان‬
N
،
P
‫و‬
K
‫محدوده‬ ‫در‬ ‫درصد‬ ‫برحسب‬
‫هقای‬
5
/
1
-
54
/
0
،
14
/
0
-
026
/
0
‫و‬
79
/
0
-
203
/
0
‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫دسهه‬ ‫برای‬
43
/
1
-
66
/
0
،
133
/
0
-
022
/
0
‫و‬
73
/
0
-
22
/
0
‫نمونه‬ ‫تنوع‬ ‫بیانگر‬ ‫که‬ ‫بودند‬ ‫آزمون‬ ‫گروه‬ ‫برای‬
‫ها‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫مقادیر‬ ‫نظر‬ ‫از‬
.‫دهند‬
‫طیف‬ ‫تفسیر‬
‫ها‬
‫هرگونققه‬ ‫از‬ ‫قنققل‬
‫یقق‬ ‫کققل‬ ‫از‬ ‫بخققش‬ ‫دو‬ ‫تحلیققل‬ ‫و‬ ‫زیققه‬ ‫ت‬
‫به‬
‫دست‬
‫به‬ ،‫آمده‬
‫محقدوده‬ ‫در‬ ‫نقویز‬ ‫حقذف‬ ‫منظور‬
500
-
340
‫و‬ ‫نقانومهر‬
1170-1000
‫ی‬ .‫شدند‬ ‫حذف‬ ‫نانومهر‬
‫نمونه‬ ‫اولیه‬ ‫خام‬ ‫های‬
‫برگ‬ ‫های‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ ‫در‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬
500
‫تا‬
1000
‫شکل‬ ‫در‬ ‫نانومهر‬
3
‫نشان‬
‫ی‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫داده‬
‫های‬
NIR
‫ترکیب‬ ‫به‬
‫آلقی‬ ‫های‬
‫از‬ ‫شقده‬ ‫تشقکیل‬
‫قد‬
‫ق‬‫پیون‬
‫قولی‬
‫ق‬‫مولک‬ ‫قای‬
‫ق‬‫ه‬
C-H
،
O-H
‫و‬
N-H
‫قد‬
‫ق‬‫جام‬ ‫قواد‬
‫ق‬‫م‬ ،‫آب‬ ‫در‬ ‫قه‬
‫ق‬‫ک‬
‫قابل‬
‫مقی‬ ‫نشقان‬ ‫واکقنش‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫ساکاروز‬ ‫و‬ ‫حل‬
‫سقیر‬ ‫ت‬ ‫لقذا‬ .‫دهنقد‬
‫ی‬
‫به‬ ‫ها‬
‫اورتقون‬ ‫شناسقایی‬ ‫براسقاس‬ ‫سقاخهاری‬ ‫مطالعقه‬ ‫منظور‬
‫و‬ ‫هقا‬
‫جذب‬
‫گقروه‬ ‫ترکینقی‬ ‫های‬
( ‫عقاملی‬ ‫هقای‬
C-H
،
O-H
‫و‬
N-H
‫قام‬ ‫ان‬ )
‫می‬
.‫شود‬
‫شکل‬ ‫با‬ ‫مطاب‬
3
‫کلروفیقل‬ ‫بقه‬ ‫مربقوه‬ ‫پی‬ ‫ی‬
a
‫محقدوده‬ ‫در‬
590
‫می‬ ‫مشاهده‬ ‫نانومهر‬
‫همان‬ .‫شود‬
‫می‬ ‫دیده‬ ‫که‬ ‫ور‬
‫قراف‬ ‫ا‬ ‫در‬ ‫شقود‬
‫موج‬ ‫ول‬
680
‫جقذب‬ ‫به‬ ‫مربوه‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫قوی‬ ‫پی‬ ‫ی‬ ‫نانومهر‬
‫نوع‬ ‫کلروفیل‬
a
‫مطالعه‬ ‫در‬ .‫است‬
‫توسقط‬ ‫که‬ ‫ای‬
(Rahi et al., 2020)
‫ا‬
‫نشان‬ ‫شد‬ ‫ام‬ ‫ن‬
‫پی‬ ‫که‬ ‫داد‬
‫محدوده‬ ‫های‬
640
‫تا‬
707
‫مربقوه‬ ‫نانومهر‬
‫یق‬ ‫قی‬/‫مر‬ ‫ناحیه‬ ‫پی‬ ‫از‬ ‫بعد‬ .‫بود‬ ‫کاهو‬ ‫در‬ ‫کلروفیل‬ ‫جذب‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬
‫می‬ ‫رک‬ ‫جذب‬ ‫در‬ ‫کاهشی‬ ‫تند‬ ‫شیب‬
‫یق‬ ‫وارد‬ ‫بعقد‬ ‫مرحلقه‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫دهد‬
‫می‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬
‫ناحیه‬ ‫در‬ .‫شود‬
950
‫نسقنها‬ ‫پیق‬ ‫یق‬ ‫نیز‬ ‫نانومهر‬
‫می‬ ‫دیده‬ ‫ی‬ ‫ضعی‬
‫می‬ ‫که‬ ‫شود‬
‫مربق‬ ‫تواند‬
‫ایقن‬ ‫در‬ ‫گلقوکز‬ ‫کقاهش‬ ‫بقه‬ ‫وه‬
126
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
‫باشقد‬ ‫ناحیه‬
Novales, López, Sánchez, García,
-
Fernández
(
)
3
, 199
Osborne, Fearn, & Hindle
;
, 2008
& Morales
.
‫امقا‬
‫موج‬ ‫ول‬ ‫راف‬ ‫ا‬ ‫در‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ ‫ناحیه‬ ‫در‬
990
‫نیقز‬ ‫بعد‬ ‫به‬ ‫نانومهر‬
‫ی‬
‫می‬ ‫احهماال‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫ی‬ ‫تدری‬ ‫افزایش‬
‫بقه‬ ‫تواند‬
‫دلیقل‬
‫اورتون‬ ‫وجود‬
‫پیوند‬ ‫دوم‬ ‫های‬
O-H
‫و‬
N-H
.‫باشد‬
‫پیق‬ ‫ایقن‬ ‫واققع‬ ‫در‬
‫کربوهیقدرات‬ ‫و‬ ‫آب‬ ‫جذب‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫بیشهر‬
‫اسقت‬ ‫هقا‬
Chen, Zhang,
(
Kawano, Watanabe, &
;
, 2010
Miao, & Asakura
)
, 1992
Iwamoto
‫برگ‬ ‫در‬ ‫تغییرات‬ ‫این‬ ‫وجود‬ .
‫سقیب‬ ‫درخهقان‬ ‫هقای‬
‫می‬ ‫نور‬ ‫جذب‬ ‫مقدار‬ ‫در‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬ ‫ر‬ ‫من‬
.‫شود‬
(
‫الف‬
)
a
(
)‫ب‬
b
‫شکل‬
3
-
‫نمونه‬ ‫از‬ ‫اولیه‬ ‫خام‬ ‫ی‬
‫و‬ ‫ابهدا‬ ‫حذف‬ ‫از‬ ‫قنل‬ ) ‫ال‬ ،‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫های‬
‫انهها‬
‫ی‬ ‫ی‬
‫ها‬
‫حذف‬ ‫از‬ ‫بعد‬ )‫ب‬ ‫و‬
‫انههای‬ ‫و‬ ‫ابهدا‬
‫ی‬
‫ها‬
Fig.3. The initial raw spectra of apple tree leaf samples a) before and b) after removing the beginning and end of the
spectra
‫پیش‬
‫طیف‬ ‫پردازش‬
‫ها‬
‫نمونه‬ ‫خام‬ ‫ی‬
‫پیش‬ ‫از‬ ‫پب‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫های‬
‫بقا‬ ‫پردازش‬
8
‫شقققققامل‬ ‫مخهلققققق‬ ‫روش‬
SNV
،
MSC
،
D1
،
D2
،
SNV+D1
،
SNV+D2
،
MSC+D1
‫و‬
MSC+D2
‫شکل‬ ‫در‬
4
.‫اسقت‬ ‫داده‬ ‫نشان‬
‫پیش‬ ‫روش‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫ابهدا‬ ‫در‬
‫پردازش‬
MSC
‫و‬
SNV
‫اثقرات‬ ‫حقذف‬ ‫بقرای‬
‫ی‬ ‫فیزیکی‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫با‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ها‬
‫پقیش‬ ‫هقای‬
‫پقردازش‬
‫الگوریهم‬ ‫برپایه‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬
SG
‫ی‬ ‫وضوح‬
‫و‬ ‫شقده‬ ‫تقویقت‬ ‫هقا‬
‫پی‬
‫قی‬ ‫ی‬ ‫ناحیقه‬ ‫در‬ ‫ضعی‬ ‫و‬ ‫پهن‬ ‫جذبی‬ ‫های‬
500
-
1000
‫نقانومهر‬
.‫شدند‬ ‫نمایان‬
‫مدل‬ ‫نتایج‬
‫سازی‬
‫مدل‬
PLS
‫نیتروژن‬ ‫مقدار‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
‫مطاب‬
‫جدول‬ ‫با‬
2
‫مقادیر‬
RMSEP
‫و‬
p
r
‫داده‬ ‫بقرای‬
‫بقدون‬ ‫هقای‬
‫پیش‬
‫قه‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قردازش‬
‫ق‬‫پ‬
‫قب‬
‫ق‬‫ترتی‬
128
/
0
‫و‬ ‫قد‬
‫ق‬‫درص‬
71
/
0
‫قه‬
‫ق‬‫ب‬
‫قا‬
‫ق‬‫ب‬ .‫قد‬
‫ق‬‫آم‬ ‫قت‬
‫ق‬‫دس‬
‫پیش‬
‫داده‬ ‫پردازش‬
‫مدل‬ ‫دقت‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬
‫پیش‬ ‫های‬
‫بینقی‬
‫پیقدا‬ ‫افقزایش‬
‫مقادیر‬ .‫کرد‬
p
r
‫روش‬ ‫برای‬
‫پیش‬ ‫های‬
‫پردازش‬
SNV
‫به‬
‫ترتیب‬
101
/
0
‫و‬
795
/
0
‫روش‬ ‫برای‬ ‫و‬
MSC
‫به‬
‫ترتیب‬
076
/
0
‫و‬
89
/
0
‫به‬
‫کقه‬ ‫آمد‬ ‫دست‬
‫داده‬ ‫به‬ ‫نسنت‬
‫پقیش‬ ‫بقدون‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬
‫چشقمگیری‬ ‫افقزایش‬ ‫پقردازش‬
‫جدول‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫داشت‬
2
‫پیش‬ ‫نهایج‬
‫مدل‬ ‫بینی‬
PLS
‫مشقه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫مقادیر‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬
RMSEP
‫و‬
p
r
‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫از‬ ‫حاصل‬
‫به‬ ‫دوم‬
‫روش‬ ‫از‬ ‫بیشهر‬ ‫و‬ ‫کمهر‬ ‫ترتیب‬
‫های‬
SNV
‫و‬
MSC
‫درنهایت‬ .‫بود‬
‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫با‬
‫های‬
SNV
‫و‬
MSC
‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫با‬
‫به‬
‫به‬ ،‫آمد‬ ‫دست‬
‫وری‬
‫مدل‬ ‫که‬
PLS
‫روش‬ ‫براساس‬ ‫توانست‬ ‫پیشنهادی‬
‫پیش‬
‫پردازش‬
SNV+D2
‫بقا‬
‫مققادیر‬
034
/
0
=
RMSEP
‫و‬
978
/
0
=
p
r
‫به‬ ‫مققادیر‬ .‫باشقد‬ ‫داشقهه‬ ‫را‬ ‫عملکقرد‬ ‫بههرین‬
‫دسقت‬
‫نسقنت‬ ‫بقرای‬ ‫آمده‬
‫پیش‬ ‫انحراف‬
‫در‬ ‫بینی‬
‫بقین‬ ‫تحقی‬ ‫این‬
1.98< RPD <7.47
‫بو‬
‫د‬
.‫نقد‬
‫همان‬
‫پیش‬ ‫که‬ ‫ور‬
‫مقدار‬ ‫کمهرین‬ ‫شد‬ ‫بینی‬
RPD
‫داده‬ ‫برای‬
‫بدون‬ ‫های‬
‫پیش‬
( ‫پردازش‬
98
/
1
‫به‬ )
‫بزرگهقرین‬ ،‫دیگقر‬ ‫قرف‬ ‫از‬ .‫آمقد‬ ‫دست‬
RPD
‫مدل‬ ‫برای‬
PLS
‫پیش‬ ‫روش‬ ‫برپایه‬
‫پردازش‬
SNV+D2
‫مقدار‬ ‫با‬
47
/
7
‫به‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫عالی‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫آمد‬ ‫دست‬
‫شده‬
‫میقزان‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫نیهروژن‬
.‫دهد‬
‫مدل‬
PLS
‫فسفر‬ ‫مقدار‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
‫جققدول‬ ‫در‬
3
‫مقققادیر‬
RMSEP
‫و‬
p
r
‫داده‬ ‫بققرای‬
‫بققدون‬ ‫هققای‬
‫پیش‬
‫به‬ ‫پردازش‬
‫ترتیب‬
018
/
0
‫و‬ ‫درصد‬
685
/
0
‫بقرای‬ ‫مقادیر‬ ‫این‬ .‫است‬
‫روش‬
‫پیش‬ ‫های‬
‫پقردازش‬
SNV
‫بقه‬
‫ترتیقب‬
015
/
0
‫و‬ ‫درصقد‬
712
/
0
‫و‬
‫روش‬ ‫برای‬
MSC
‫به‬
‫ترتیب‬
013
/
0
‫و‬ ‫درصد‬
783
/
0
‫به‬
‫کقه‬ ‫آمد‬ ‫دست‬
‫داده‬ ‫به‬ ‫نسنت‬
‫پیش‬ ‫بدون‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬
‫مطاب‬ .‫بود‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫پردازش‬
‫جدول‬ ‫با‬
3
‫مدل‬
PLS
‫به‬ ‫نسنت‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫روش‬
‫پیش‬ ‫های‬
‫پقردازش‬
SNV
‫و‬
MSC
‫مقدل‬ .‫داشقت‬
PLS
‫برپایقه‬
‫پیش‬ ‫روش‬
‫پردازش‬
D2
‫با‬
948
/
0
=
p
r
‫بقه‬ ‫نسقنت‬ ‫بههری‬ ‫عملکرد‬
D1
.‫داشت‬
،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬
‫ارز‬
‫ی‬
‫اب‬
‫ی‬
‫سر‬
‫ی‬
‫ع‬
‫غ‬ ‫و‬
‫ي‬
‫رمخرب‬
‫مقاد‬
‫ی‬
‫ر‬
NPK
‫س‬ ‫درخت‬
‫ي‬
‫ب‬
‫مبتن‬
‫ی‬
‫تجز‬ ‫بر‬
‫ی‬
‫ه‬
‫تحل‬ ‫و‬
‫ي‬
‫ل‬
‫ط‬
‫ي‬
‫ف‬
‫ی‬
‫برگ‬
127
‫شکل‬
4
-
‫ی‬
‫جذبی‬ ‫های‬
NIR
‫برگ‬
‫پردازش‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫های‬
‫روش‬ ‫با‬ ‫شده‬
‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬
) ‫ال‬ ‫پردازش‬
SNV
)‫ب‬ ،
MSC
)‫ج‬ ،
D1
)‫د‬ ،
D2
،
)‫ه‬
SNV+D1
،
‫و‬
)
SNV+D2
،
‫ز‬
)
MSC+D1
،
‫ح‬
)
MSC+D2
Fig.4. The NIR absorption spectra of apple tree leaves using different pre-processing methods: a) SNV, b) MSC, c) D1,
d) D2, e) SNV+D1, f) SNV+D2, g) MSC+D1, and h) MSC+D2
) ‫(ال‬
a
)‫(ب‬
b
)‫(ج‬
c
)‫(د‬
d
)‫(ه‬
e
(
‫و‬
)
f
(
‫ز‬
)
g
(
‫ح‬
)
h
128
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
‫جدول‬
2
-
‫پیش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫نهایج‬
‫مدل‬ ‫بینی‬
‫های‬
PLS
‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬
‫پردازش‬
‫نیهروژن‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
Table 2- The results of calibration and prediction of PLS models based on the combination of different pre-processing
methods for nitrogen estimation
‫انحراف‬ ‫نسبت‬
‫پیش‬
‫بینی‬
RPD
‫هم‬ ‫ضریب‬
‫بستگی‬
‫پیش‬
‫بینی‬
rp
‫مربعات‬ ‫میانگین‬ ‫ریشه‬
‫پ‬ ‫خطا‬
‫یش‬
‫بینی‬
RMSEP (%)
‫هم‬ ‫ضریب‬
‫بستگی‬
‫واسنجی‬
rc
‫ری‬
‫شه‬
‫م‬
‫ی‬
‫انگ‬
‫ی‬
‫ن‬
‫مربعات‬
‫خطا‬
‫واسنج‬
‫ی‬
RMSEC (%)
‫مولفه‬
‫های‬
‫اصلی‬
LVs
‫پیش‬
‫پردازش‬
Pre-
processing
1.98
0.710
0.128
0.808
0.106
14
With no pre-
processing
2.51
0.795
0.101
0.878
0.082
11
SNV
3.34
0.890
0.076
0.933
0.060
12
MSC
3.91
0.926
0.064
0.962
0.045
10
D1
6.86
0.974
0.037
0.986
0.028
11
D2
6.2
0.972
0.041
0.983
0.030
9
SNV+D1
7.47
0.978
0.034
0.988
0.028
6
SNV+D2
3.4
0.970
0.044
0.983
0.032
10
MSC+D1
5.7
0.967
0.046
0.976
0.035
8
MSC+D2
‫مدل‬
‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫با‬ ‫پیشنهادشده‬ ‫خطی‬ ‫های‬
‫پقیش‬ ‫هقای‬
‫پردازشقی‬
SNV
‫و‬
MSC
‫قابل‬ ‫نهایج‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫با‬
‫مقدل‬ ‫دو‬ .‫داشت‬ ‫قنولی‬
PLS
‫ه‬/‫ارا‬
‫روش‬ ‫براسققاس‬ ‫شققده‬
‫پققیش‬ ‫هققای‬
‫پققردازش‬
MSC+D2
‫و‬
SNV+D2
‫مدل‬ ‫سایر‬ ‫به‬ ‫نسنت‬
‫به‬ ‫داشهند‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫ها‬
‫وری‬
‫کقه‬
‫مقادیر‬ ‫مقایسه‬ ‫با‬
RPD
‫روش‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬
MSC+D2
‫مققدار‬ ‫بقا‬
96
/
5
RPD=
‫بقه‬ ‫مققادیر‬ .‫دارد‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫بههرین‬
‫دسقت‬
‫آمد‬
‫ه‬
RPD
‫در‬
‫پیش‬ ‫برای‬ ‫تحقی‬ ‫این‬
‫ر‬ ‫فس‬ ‫بینی‬
‫بین‬
1.87< RPD <5.96
‫به‬
‫دسقت‬
.‫آمد‬
‫مقدار‬ ‫کمهرین‬
RPD
‫داده‬ ‫برای‬
‫پقیش‬ ‫بدون‬ ‫های‬
‫پقردازش‬
(
87
/
1
)
‫به‬
‫دست‬
‫بزرگ‬ .‫آمد‬
‫مقدار‬ ‫ترین‬
RPD
‫مدل‬ ‫برای‬ ‫نیز‬
PLS
‫روش‬ ‫برپایه‬
‫پیش‬
‫پردازش‬
MSC+D2
‫مقدار‬ ‫با‬
96
/
5
‫به‬
‫عالی‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫آمد‬ ‫دست‬
‫مدل‬ ‫این‬
‫تدوین‬
‫را‬ ‫سقیب‬ ‫درخهقان‬ ‫برگ‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫شده‬
‫می‬ ‫نشان‬
.‫دهد‬
‫جدول‬
3
-
‫پیش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫نهایج‬
‫مدل‬ ‫بینی‬
‫های‬
PLS
‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫ر‬ ‫فس‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫پردازش‬ ‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬
Table 3- The results of calibration and prediction of PLS models based on the combination of different pre-processing
methods for phosphorus estimation
‫انحراف‬ ‫نسبت‬
‫پیش‬
‫بینی‬
RPD
‫هم‬ ‫ضریب‬
‫بستگی‬
‫پیش‬
‫بینی‬
rp
‫مربعات‬ ‫میانگین‬ ‫ریشه‬
‫پ‬ ‫خطا‬
‫پیش‬
‫بینی‬
RMSEP (%)
‫ضریب‬
‫هم‬
‫بستگی‬
‫واسنجی‬
rc
‫ر‬
‫ی‬
‫شه‬
‫م‬
‫ی‬
‫انگ‬
‫ی‬
‫ن‬
‫مربعات‬
‫خطا‬
‫واسنج‬
‫ی‬
RMSEC (%)
‫مولفه‬
‫های‬
‫اصلی‬
LVs
‫پیش‬
‫پردازش‬
processing
-
Pre
1.87
0.685
0.018
0.774
0.013
15
With no pre-
processing
2.24
0.712
0.015
0.821
0.012
13
SNV
2.83
0.783
0.013
0.862
0.010
11
MSC
4.23
0.886
0.0081
0.919
0.0074
10
D1
5.36
0.948
0.0064
0.959
0.0057
12
D2
4.77
0.937
0.0072
0.962
0.0055
9
SNV+D1
4.93
0.961
0.0069
0.972
0.0061
10
SNV+D2
4.86
0.935
0.0070
0.961
0.0050
11
MSC+D1
5.96
0.958
0.0057
0.967
0.0051
9
MSC+D2
‫مدل‬
PLS
‫پتاسیم‬ ‫مقدار‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
‫جدول‬ ‫با‬ ‫مطاب‬
4
‫مقادیر‬
RMSEP
‫و‬
p
r
‫مدل‬ ‫برای‬
PLS
‫پایه‬ ‫بر‬
‫داده‬
‫پیش‬ ‫بدون‬ ‫های‬
‫به‬ ‫پردازش‬
‫ترتیب‬
063
/
0
‫و‬ ‫درصد‬
746
/
0
‫به‬
‫دست‬
.‫قد‬
‫ق‬‫آم‬
‫قادیر‬
‫ق‬‫مق‬
RMSEP
‫و‬
p
r
‫قدل‬
‫ق‬‫م‬ ‫قرای‬
‫ق‬‫ب‬
PLS
‫روش‬ ‫دو‬ ‫قاس‬
‫ق‬‫اس‬ ‫قر‬
‫ق‬‫ب‬
‫پیش‬
‫پققردازش‬
SNV
‫و‬
MSC
‫بققه‬
‫ترتیققب‬
061
/
0
‫و‬ ‫درصققد‬
768
/
0
‫و‬
058
/
0
‫و‬ ‫درصد‬
794
/
0
‫به‬
‫این‬ ‫بقه‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫آمد‬ ‫دست‬
‫مققادیر‬ ‫کقه‬
p
r
‫دو‬
‫پیش‬ ‫روش‬
‫اشاره‬ ‫پردازش‬
‫مقایسقه‬ ‫بقا‬ ‫امقا‬ ‫بقود‬ ‫یکدیگر‬ ‫به‬ ‫نزدی‬ ‫شده‬
‫مقادیر‬
RPD
‫مقدل‬ ‫کقه‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬
PLS
‫پایقه‬ ‫بقر‬
MSC
‫عملکقرد‬
‫عددی‬ ‫مقدار‬ .‫داشت‬ ‫بههری‬
RPD
‫مدل‬ ‫برای‬
PLS
‫پایه‬ ‫بر‬
D2
‫باالی‬
6
‫به‬
‫پهاسیم‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫را‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫عالی‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫آمد‬ ‫دست‬
‫مقدار‬ ‫مدل‬ ‫بالعکب‬ .‫داد‬ ‫نشان‬
RPD
‫به‬
‫دست‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫برای‬ ‫آمده‬
‫شقده‬
‫پایه‬ ‫بر‬ ‫خطی‬
D1
‫پهاسقیم‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬
،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬
‫ارز‬
‫ی‬
‫اب‬
‫ی‬
‫سر‬
‫ی‬
‫ع‬
‫غ‬ ‫و‬
‫ي‬
‫رمخرب‬
‫مقاد‬
‫ی‬
‫ر‬
NPK
‫س‬ ‫درخت‬
‫ي‬
‫ب‬
‫مبتن‬
‫ی‬
‫تجز‬ ‫بر‬
‫ی‬
‫ه‬
‫تحل‬ ‫و‬
‫ي‬
‫ل‬
‫ط‬
‫ي‬
‫ف‬
‫ی‬
‫برگ‬
129
.‫نیست‬ ‫مناسب‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬
‫قدل‬
‫ق‬‫م‬
PLS
‫قیش‬
‫ق‬‫پ‬ ‫روش‬ ‫قاس‬
‫ق‬‫براس‬ ‫قت‬
‫ق‬‫توانس‬ ‫قنهادی‬
‫ق‬‫پیش‬
‫قردازش‬
‫ق‬‫پ‬
SC+D2
M
‫مققققادیر‬ ‫بقققا‬
021
/
0
=
RMSEP
‫و‬
976
/
0
=
p
r
‫بههقققرین‬
‫روش‬ ‫بین‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬
‫پیش‬ ‫های‬
‫پهاسیم‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫پردازشی‬
‫مقادیر‬ .‫باشد‬ ‫داشهه‬
RPD
‫به‬
‫در‬ ‫پهاسیم‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫آمده‬ ‫دست‬
‫بین‬ ‫پژوهش‬ ‫این‬
2.19< RPD <7.10
.‫بود‬
‫همان‬
‫شقد‬ ‫اشقاره‬ ‫که‬ ‫ور‬
‫مقدار‬ ‫کمهرین‬
RPD
‫برای‬
‫مدل‬
PLS
‫به‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
.‫آمد‬ ‫دست‬
‫بزرگ‬ ،‫قر‬
‫ق‬‫دیگ‬ ‫قوی‬
‫ق‬‫س‬ ‫از‬
‫قرین‬
‫ق‬‫ت‬
RPD
‫قدل‬
‫ق‬‫م‬ ‫قرای‬
‫ق‬‫ب‬
PLS
‫روش‬ ‫قه‬
‫ق‬‫برپای‬
‫پیش‬
‫پردازش‬
MSC+D2
‫مقدار‬ ‫با‬
10
/
7
‫به‬
.‫آمد‬ ‫دست‬
‫جدول‬
4
-
‫پیش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫نهایج‬
‫مدل‬ ‫بینی‬
‫های‬
PLS
‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫مخهل‬ ‫های‬
‫پیش‬
‫پهاسیم‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫پردازش‬
Table 4- The results of calibration and prediction of PLS models based on the combination of different pre-processing
methods for potassium estimation
‫انحراف‬ ‫نسبت‬
‫پیش‬
‫بینی‬
RPD
‫هم‬ ‫ضریب‬
‫بستگی‬
‫پیش‬
‫بینی‬
rp
‫میانگین‬ ‫ریشه‬
‫پیش‬ ‫خطا‬ ‫مربعات‬
-
‫بینی‬
RMSEP (%)
‫ضریب‬
‫هم‬
‫بستگی‬
‫واسنجی‬
rc
‫ری‬
‫شه‬
‫م‬
‫ی‬
‫انگ‬
‫ی‬
‫ن‬
‫مربعات‬
‫خطا‬
‫واسنج‬
‫ی‬
RMSEC (%)
‫مولفه‬
‫های‬
‫اصلی‬
LVs
‫پیش‬
‫پردازش‬
processing
-
Pre
2.27
0.746
0.063
0.827
0.054
15
With no pre-
processing
2.41
0.768
0.061
0.856
0.043
12
SNV
2.53
0.794
0.058
0.867
0.046
10
MSC
2.19
0.751
0.067
0.837
0.053
12
D1
6.01
0.965
0.029
0.974
0.024
11
D2
5.25
0.951
0.028
0.970
0.022
11
SNV+D1
6.17
0.972
0.024
0.981
0.019
10
SNV+D2
5.44
0.954
0.027
0.972
0.022
10
MSC+D1
7.10
0.976
0.021
0.984
0.017
11
MSC+D2
‫شکل‬
5
‫پقارامهر‬ ‫بقه‬ ‫مربوه‬ ‫مقادیر‬
RPD
‫مقدل‬ ‫بقرای‬
‫هقای‬
PLS
‫ه‬/‫ارا‬
‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫شده‬
‫مقادیر‬ ‫مقایسه‬ ‫با‬ .‫دهد‬
RPD
‫عنصر‬ ‫سه‬ ‫هر‬ ‫برای‬
‫مدل‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬
PLS
‫پیش‬ ‫روش‬ ‫بر‬ ‫منهنی‬
‫پردازش‬
SNV+D2
‫مدل‬ ‫سایر‬ ‫بین‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫بههرین‬ ‫نیهروزن‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
.‫داشقت‬ ‫هقا‬
‫هم‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫چنین‬
‫داده‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫شده‬
‫پقیش‬ ‫بقدون‬ ‫هقای‬
‫بقرای‬ ‫پقردازش‬
‫مقدار‬ ‫کمهرین‬ ‫با‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫ارزیابی‬
RPD
‫بقرای‬ ‫مقدل‬ ‫ایقن‬ ‫کقه‬ ‫داد‬ ‫نشان‬
‫هم‬ .‫نیست‬ ‫مناسب‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬
‫نهایج‬ ‫چنین‬
‫به‬
‫دست‬
‫نش‬ ‫آمده‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫دادند‬ ‫ان‬
‫روش‬ ‫پایقه‬ ‫بقر‬ ‫شده‬
MSC+D2
‫قه‬/‫ارا‬ ‫سقیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫که‬
‫شقده‬
‫به‬ ‫بود‬
‫مققادیر‬ ‫داشقهن‬ ‫بقا‬ ‫ترتیب‬
96
/
5
RPD=
‫و‬
1
/
7
RPD=
‫عملکقرد‬
.‫داشهند‬ ‫عالی‬
‫به‬ ‫نهایج‬ ‫مقایسه‬ ‫با‬
‫دست‬
‫مقدل‬ ‫بقین‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ ‫آمده‬
‫هقای‬
PLS
‫ه‬/‫ارا‬
‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫شده‬
NPK
،‫سقیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬
‫مدل‬
PLS
‫روش‬ ‫پایه‬ ‫بر‬
‫پیش‬ ‫های‬
‫پردازش‬
SNV+D2
‫و‬
MSC+D2
‫به‬ ‫که‬
‫به‬ ‫نسنت‬ ‫شدند‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫ترتیب‬
‫مدل‬ ‫سایر‬
‫شکل‬ .‫داشهند‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫بههرین‬ ‫ها‬
6
‫پیش‬ ‫نهایج‬
‫میزان‬ ‫بینی‬
‫عناصر‬
N
،
K
‫و‬
P
‫بههر‬ ‫برحسب‬
‫توسعه‬ ‫رگرسقیون‬ ‫مدل‬ ‫ین‬
‫داده‬
‫را‬ ‫شقده‬
‫می‬ ‫نشان‬
‫پیش‬ ‫نهایج‬ .‫دهد‬
‫دو‬ ‫بقه‬ ‫نسقنت‬ ‫نیهقروژن‬ ‫عنصقر‬ ‫میقزان‬ ‫بینی‬
‫می‬ ‫امر‬ ‫این‬ .‫بود‬ ‫بههر‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫عنصر‬
‫به‬ ‫تواند‬
‫بقاالی‬ ‫غلظت‬ ‫دلیل‬
.‫باشد‬ ‫برگ‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫دیگر‬ ‫عنصر‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫نیهروژن‬ ‫عنصر‬
‫به‬ ‫نهایج‬
‫دست‬
‫پقیش‬ ‫در‬ ‫پقژوهش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫آمده‬
‫میقزان‬ ‫بینقی‬
‫عناصقر‬
NPK
‫بقه‬ ‫کقه‬ ‫است‬ ‫پژوهشی‬ ‫نهایج‬ ‫از‬ ‫بههر‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬
‫منظقور‬
‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬
NPK
‫برگ‬
‫مدل‬ ‫توسط‬ ‫نیشکر‬ ‫های‬
PLS
‫ام‬ ‫ان‬
( ‫شد‬
2019
et al.,
Wang
‫مطالعه‬ ‫در‬ .)
( ،‫دیگر‬ ‫ای‬
et al.,
Menesatti
2010
‫قر‬
‫ق‬‫عناص‬ ‫قزان‬
‫ق‬‫می‬ )
‫قه‬
‫ق‬‫ب‬ ‫را‬ ‫قال‬
‫ق‬‫پرتق‬ ‫قان‬
‫ق‬‫درخه‬ ‫قرگ‬
‫ق‬‫ب‬ ‫قذی‬
‫ق‬‫مغ‬
‫قورت‬
‫ق‬‫ص‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫تل‬ ‫با‬ ‫غیرمخرب‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫شیمی‬ ‫های‬
‫تشقخیص‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫مدل‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫نهایج‬ .‫دادند‬
‫قه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫سازی‬
‫توسقط‬ ‫شقده‬
‫آن‬
‫بقه‬ ‫را‬ ‫پهاسقیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فسق‬ ،‫نیهروژن‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫توانست‬ ‫ها‬
‫بقا‬ ‫ترتیب‬
82
/
0
،
18
/
0
‫و‬
98
/
0
‫پیش‬
‫هم‬ .‫نماید‬ ‫بینی‬
‫محق‬ ،‫چنین‬
‫با‬ ‫تحقیقی‬ ‫در‬ ‫قان‬
‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬
‫داده‬ ‫و‬ ‫مرتقع‬ ‫گیاهقان‬ ‫از‬ ‫بازتقابی‬ ‫های‬
‫از‬ ‫حاصقل‬ ‫هقای‬
‫عناصر‬ ‫میزان‬ ،‫آزمایشگاهی‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫زیه‬ ‫ت‬
NPK
‫را‬ ‫گیاهقان‬ ‫ایقن‬ ‫در‬
‫به‬ ‫نهایج‬ .‫کردند‬ ‫ارزیابی‬
‫دست‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫آمده‬
‫توسقط‬ ‫شقده‬
‫آن‬
‫بقه‬ ‫را‬ ‫پهاسقیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فسق‬ ،‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫بود‬ ‫قادر‬ ‫ها‬
‫ترتیب‬
‫بقا‬
85
/
0
،
43
/
0
‫و‬
84
/
0
‫پقیش‬
( ‫نمایقد‬ ‫بینقی‬
Özyiğit & Bilgen, 2013
‫بقا‬ .)
‫مدل‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ ‫نهایج‬ ‫مقایسه‬
PLS
‫ه‬/‫ارا‬
‫پقژوهش‬ ‫ایقن‬ ‫در‬ ‫شقده‬
‫میزان‬ ‫توانست‬ ‫و‬ ‫داشت‬ ‫دیگر‬ ‫محققین‬ ‫مطالعات‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬
‫مغذی‬ ‫عناصر‬
NPK
‫پیش‬ ‫بیشهری‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬
‫ع‬ .‫کند‬ ‫بینی‬
،‫ایقن‬ ‫بر‬ ‫الوه‬
‫پیش‬ ‫پایین‬ ‫دقت‬
‫اشاره‬ ‫تحقیقات‬ ‫در‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫عنصر‬ ‫میزان‬ ‫بینی‬
‫کقم‬ ،‫شقده‬
‫توجقه‬ ،‫رو‬ ‫این‬ ‫از‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫گزارش‬ ‫برگ‬ ‫در‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫غلظت‬ ‫میزان‬ ‫بودن‬
‫نمونه‬ ‫زمان‬ ‫به‬
‫مدل‬ ‫بحث‬ ‫در‬ ‫باالیی‬ ‫اهمیت‬ ‫از‬ ‫برداری‬
‫محسقوب‬ ‫سقازی‬
‫می‬
‫نمونه‬ .‫شود‬
‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫و‬ ‫رشقد‬ ‫دوره‬ ‫قول‬ ‫مناسب‬ ‫زمان‬ ‫در‬ ‫برداری‬
‫برگ‬
‫می‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬ ‫جوان‬ ‫و‬ ‫تازه‬ ‫های‬
‫پقیش‬ ‫در‬ ‫توانقد‬
‫میقزان‬ ‫بینقی‬
130
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
.‫باشد‬ ‫تاثیرگذار‬ ‫عناصر‬
‫به‬ ‫نهابج‬ ‫مشاهده‬ ‫با‬
‫دست‬
‫می‬ ‫آمده‬
‫کقه‬ ‫رسقید‬ ‫قه‬ ‫نهی‬ ‫ایقن‬ ‫بقه‬ ‫توان‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫غیرمخرب‬ ‫روش‬
‫می‬ ‫شده‬
‫روش‬ ‫برای‬ ‫مناسنی‬ ‫جایگزین‬ ‫تواند‬
‫هقای‬
‫زمقان‬ ‫کمهقرین‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫باشقد‬ ‫آزمایشقگاهی‬ ‫و‬ ‫شقیمیایی‬ ‫زماننر‬ ‫و‬ ‫مخرب‬
‫پیش‬ ‫را‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬
‫نهقاده‬ ‫مصرف‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫بینی‬
‫شقیمیایی‬ ‫هقای‬
‫به‬
.‫شود‬ ‫مدیریت‬ ‫صحیح‬ ‫و‬ ‫دقی‬ ‫صورت‬
‫شکل‬
5
-
‫مقدار‬ ‫مقایسه‬
RPD
‫مدل‬
‫ه‬/‫ارا‬ ‫های‬
‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫شده‬
NPK
‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬
Fig.5. Comparison of the RPD value of the presented models to estimate the amount of NPK nutrients in the leaves of
apple trees
‫نتیجه‬
‫گیری‬
‫ی‬
‫ی‬ ‫سن‬
Vis/NIR
‫به‬
‫روش‬ ‫ی‬ ‫عنوان‬
‫و‬ ‫شیمیایی‬ ‫غیر‬ ،‫سریع‬
‫به‬ ‫غیرمخرب‬
‫گسهرده‬ ‫صورت‬
‫به‬ ‫ای‬
‫یت‬ ‫کی‬ ‫منظقور‬
‫محصقوالت‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫می‬ ‫قرار‬ ‫اده‬ ‫مورداسه‬ ‫کشاورزی‬
‫پقژوهش‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ ‫حاصقل‬ ‫نهقایج‬ .‫گیقرد‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫تل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬
‫روش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫شیمی‬ ‫های‬
‫مقی‬ ‫ی‬ ‫سقن‬
‫توانقد‬
‫به‬
‫عناصقر‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬ ‫دقی‬ ‫و‬ ‫غیرمخرب‬ ‫روش‬ ‫ی‬ ‫عنوان‬
NPK
‫محصوالت‬
‫مقدل‬ ‫ی‬ ‫اعهنارسقن‬ .‫شقود‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫کشاورزی‬
‫هقای‬
‫توسعه‬
‫روش‬ ‫انقواع‬ ‫ترکیقب‬ ‫پایقه‬ ‫بقر‬ ‫یافهه‬
‫پیش‬ ‫هقای‬
‫قی‬ ‫ی‬ ‫پقردازش‬
‫نمایان‬
‫روش‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫این‬ ‫گر‬
‫پیش‬ ‫نهایج‬ ‫بر‬ ‫ها‬
.‫دارند‬ ‫مسهقیم‬ ‫اثر‬ ‫بینی‬
ّ‫م‬‫ک‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫زیه‬ ‫ت‬ ‫نهایج‬
‫مدل‬ ‫بین‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫ی‬
‫توسعه‬ ‫های‬
‫یافهه‬
‫پیش‬ ‫مدل‬ ‫بههرین‬
‫به‬ ‫مربوه‬ ‫بینی‬
‫مدل‬
PLS
‫ه‬/‫ارا‬
‫روش‬ ‫پایقه‬ ‫بقر‬ ‫شقده‬
‫پیش‬
‫ی‬ ‫ی‬ ‫پردازش‬
SNV+D2
‫بقود‬ ‫نیهقروژن‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬
(
988
/
0
=
c
r
،
028
/
0
=
RMSEC
،
978
/
0
=
p
r
،
034
/
0
=
RMSEP
.)
‫هم‬
‫پارامهر‬ ‫مقادیر‬ ‫چنین‬
RPD
‫نشان‬
‫مقدل‬ ‫عقالی‬ ‫عملکقرد‬ ‫دهنده‬
‫هقای‬
‫ه‬/‫ارا‬
‫پیش‬ ‫برای‬ ‫شده‬
‫تغذیه‬ ‫عناصر‬ ‫بینی‬
‫ای‬
NPK
‫پارامهر‬ ‫این‬ ‫مقادیر‬ .‫بود‬
‫بقین‬ ‫نیهقروژن‬ ‫برای‬
47
/
7
-
98
/
1
‫ر‬ ‫فسق‬ ‫بقرای‬ ،
96
/
5
-
87
/
1
‫بقرای‬ ‫و‬
‫پهاسیم‬
1
/
7
-
19
/
2
‫به‬
.‫آمد‬ ‫دست‬
‫سال‬ ‫در‬
‫ی‬ ‫اخیر‬ ‫های‬
‫بقه‬ ‫میدانی‬ ‫ی‬ ‫سن‬
‫و‬ ‫آسقان‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫دلیقل‬
‫خقود‬ ‫بقه‬ ‫را‬ ‫زیادی‬ ‫پژوهشگران‬ ‫نظر‬ ،‫بودن‬ ‫ارزان‬ ‫و‬ ‫حمل‬ ‫قابلیت‬ ،‫سریع‬
‫پیاده‬ ‫لذا‬ .‫است‬ ‫کرده‬ ‫جلب‬
‫ی‬ ‫سازی‬
‫قابل‬ ‫سامانه‬
‫به‬ ‫حمل‬
‫ارزیابی‬ ‫منظور‬
‫می‬ ‫باغات‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬
‫به‬ ‫تواند‬
‫رفقهن‬ ‫هقدر‬ ‫از‬ ‫چشقمگیری‬ ‫ور‬
‫هزینه‬ ‫و‬ ‫زمان‬
‫مقدیریت‬ ‫بقا‬ ‫و‬ ‫کنقد‬ ‫جلقوگیری‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫باالی‬ ‫های‬
‫به‬ ‫کنهرل‬ ‫و‬ ‫صحیح‬
‫بقا‬ ‫بنقابراین‬ .‫دهقد‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫باغات‬ ‫عملکرد‬ ،‫موقع‬
‫ی‬ ‫تکنی‬ ‫توانایی‬ ‫به‬ ‫توجه‬
‫ی‬ ‫سقن‬
Vis/NIR
‫مطقا‬ ‫و‬
‫نهقایج‬ ‫بقا‬ ‫ب‬
‫به‬
‫دست‬
‫می‬ ‫آمده‬
‫پیقاده‬ ‫بقرای‬ ‫روش‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ ‫تقوان‬
‫سقامانه‬ ‫یق‬ ‫سقازی‬
‫قابل‬
‫مزرعه‬ ‫حمل‬
‫ی‬ ‫بر‬ ‫منهنی‬ ‫ای‬
‫ی‬ ‫سن‬
Vis/NIR
‫به‬
‫ارزیابی‬ ‫منظور‬
‫عملکقرد‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫باغات‬ ‫در‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫موردنیاز‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬
.‫داد‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫باغات‬
،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬
‫ارز‬
‫ی‬
‫اب‬
‫ی‬
‫سر‬
‫ی‬
‫ع‬
‫غ‬ ‫و‬
‫ي‬
‫رمخرب‬
‫مقاد‬
‫ی‬
‫ر‬
NPK
‫س‬ ‫درخت‬
‫ي‬
‫ب‬
‫مبتن‬
‫ی‬
‫تجز‬ ‫بر‬
‫ی‬
‫ه‬
‫تحل‬ ‫و‬
‫ي‬
‫ل‬
‫ط‬
‫ي‬
‫ف‬
‫ی‬
‫برگ‬
131
‫شکل‬
6
-
‫پیش‬ ‫نهایج‬
‫مدل‬ ‫بینی‬
PLS
‫روش‬ ‫با‬ ‫نیهروژن‬ ) ‫ال‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬
SNV+D2
‫روش‬ ‫با‬ ‫پهاسیم‬ )‫ب‬ ،
MSC+D2
‫روش‬ ‫با‬ ‫ر‬ ‫فس‬ )‫ج‬ ‫و‬
MSC+D2
Fig.6. Prediction results of the PLS model to estimate the amount of a) nitrogen using the SNV+D2 method, b)
potassium using the MSC+D2 method, and c) phosphorous using the MSC+D2 method
132
‫ماشين‬ ‫نشریه‬
‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬
14
‫شماره‬ ،
2
،
‫تابستان‬
1403
References
1. Abasi, S., Minaei, S., Jamshidi, B., Fathi, D., & Khoshtaghaza, M. H. (2019). Rapid measurement of apple quality
parameters using wavelet de-noising transform with Vis/NIR analysis. Scientia Horticulturae, 252, 7-13.
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.02.085
2. Amiratul, D. A., Farrah, M. M., Paing, T., Daljit, S., Karam, S., & Martini, M. Y. (2017). Nitrogen effects on
growth and spectral characteristics of immature and mature oil palms. Asian Journal of Plant Sciences, 16(4), 200-
210. https://doi.org/10.3923/ajps.2017.200.210
3. Butz, P., Hofmann, C., & Tauscher, B. (2005). Recent developments in noninvasive techniques for fresh fruit and
vegetable internal quality analysis. Journal of Food Science, 70(9), R131-R141. https://doi.org/10.1111/j.1365-
2621.2005.tb08328.x
4. Chen, J. Y., Zhang, H., Miao, Y., & Asakura, M. (2010). Nondestructive determination of sugar content in potato
tubers using visible and near infrared spectroscopy. Japan Journal of Food Engineering, 11(1), 59-64.
https://doi.org/10.11301/jsfe.11.59
5. Daszykowski, M., Kaczmarek, K., Vander Heyden, Y., & Walczak, B. (2007). Robust statistics in data analysis—
A review: Basic concepts. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 85(2), 203-219.
https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2006.06.016
6. Embleton, T. W., Jones, W. W., Labanauskas, C. K., & Reuther, W. A. L. T. E. R. (1973). Leaf analysis as a
diagnostic tool and guide to fertilization. The Citrus Industry, 3(6), 183-210.
7. Erel, R., Dag, A., Ben-Gal, A., Schwartz, A., & Yermiyahu, U. (2008). Flowering and fruit set of olive trees in
response to nitrogen, phosphorus, and potassium. Journal of the American Society for Horticultural
Science, 133(5), 639-647. https://doi.org/10.21273/JASHS.133.5.639
8. Farhadi, R., Afkari-Sayyah, A. H., Jamshidi, B., & Gorji, A. M. (2020). Prediction of internal compositions
change in potato during storage using visible/near-infrared (Vis/NIR) spectroscopy. International Journal of Food
Engineering, 16(4). https://doi.org/10.1515/ijfe-2019-0110
9. Fernández-Novales, J., López, M. I., Sánchez, M. T., García, J. A., & Morales, J. (2008). A feasibility study on the
use of a miniature fiber optic NIR spectrometer for the prediction of volumic mass and reducing sugars in white
wine fermentations. Journal of Food Engineering, 89(3), 325-329. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.05.011
10. Fu, X., Ying, Y., Lu, H., Xu, H., & Yu, H. (2007). FT-NIR diffuse reflectance spectroscopy for kiwifruit firmness
detection. Sensing and Instrumentation for Food Quality and Safety, 1(1), 29-35.
11. Jamshidi, B., & Yazdanfar, N. (2022). Development of a spectroscopic approach for non-destructive and rapid
screening of cucumbers based on maximum limit of nitrate accumulation. Journal of Food Composition and
Analysis, 110, 104513. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2022.104513
12. Jamshidi, B., Mohajerani, E., Jamshidi, J., Minaei, S., & Sharifi, A. (2015). Non-destructive detection of pesticide
residues in cucumber using visible/near-infrared spectroscopy. Food Additives & Contaminants: Part A, 32(6),
857-863. https://doi.org/10.1080/19440049.2015.1031192
13. Kawano, S., Watanabe, H., & Iwamoto, M. (1992). Determination of sugar content in intact peaches by near
infrared spectroscopy with fiber optics in interactance mode. Journal of the Japanese Society for Horticultural
Science, 61(2), 445-451. https://doi.org/10.2503/jjshs.61.445
14. Kumar, N., Bansal, A., Sarma, G. S., & Rawal, R. K. (2014). Chemometrics tools used in analytical chemistry: An
overview. Talanta, 123, 186-199. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.02.003
15. Lafhal, S., Vanloot, P., Bombarda, I., Kister, J., & Dupuy, N. (2016). Chemometric analysis of French lavender
and lavandin essential oils by near infrared spectroscopy. Industrial Crops and Products, 80, 156-164.
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.11.017
16. Malegori, C., Marques, E. J. N., de Freitas, S. T., Pimentel, M. F., Pasquini, C., & Casiraghi, E. (2017).
Comparing the analytical performances of Micro-NIR and FT-NIR spectrometers in the evaluation of acerola fruit
quality, using PLS and SVM regression algorithms. Talanta, 165, 112-116.
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.12.035
17. Menesatti, P., Antonucci, F., Pallottino, F., Roccuzzo, G., Allegra, M., Stagno, F., & Intrigliolo, F. (2010).
Estimation of plant nutritional status by Vis–NIR spectrophotometric analysis on orange leaves [Citrus sinensis
(L.) Osbeck cv Tarocco]. Biosystems Engineering, 105(4), 448-454.
https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2010.01.003
18. Miles, N. (2010). Challenges and opportunities in leaf nutrient data interpretation. In Proceedings of The South
African Sugar Technologists' Association, 83, 205-215.
19. Mobasheri, M. R., & Rahimzadegan, M. (2012). Introduction to protein absorption lines index for relative
assessment of green leaves protein content using EO-1 Hyperion datasets.
20. Moncada, G. W., Martín, M. I. G., Escuredo, O., Fischer, S., & Míguez, M. (2013). Multivariate calibration by
near infrared spectroscopy for the determination of the vitamin E and the antioxidant properties of
quinoa. Talanta, 116, 65-70. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2013.04.079
،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬
‫ارز‬
‫ی‬
‫اب‬
‫ی‬
‫سر‬
‫ی‬
‫ع‬
‫غ‬ ‫و‬
‫ي‬
‫رمخرب‬
‫مقاد‬
‫ی‬
‫ر‬
NPK
‫س‬ ‫درخت‬
‫ي‬
‫ب‬
‫مبتن‬
‫ی‬
‫تجز‬ ‫بر‬
‫ی‬
‫ه‬
‫تحل‬ ‫و‬
‫ي‬
‫ل‬
‫ط‬
‫ي‬
‫ف‬
‫ی‬
‫برگ‬
133
21. Nicolai, B. M., Theron, K. I., & Lammertyn, J. (2007). Kernel PLS regression on wavelet transformed NIR spectra
for prediction of sugar content of apple. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 85(2), 243-252.
https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2006.07.001
22. Osborne, B. G., Fearn, T., & Hindle, P. H. (1993). Practical NIR spectroscopy with applications in food and
beverage analysis. Longman scientific and technical.
23. Özyiğit, Y. A. Ş. A. R., & Bilgen, M. E. H. M. E. T. (2013). Use of spectral reflectance values for determining
nitrogen, phosphorus, and potassium contents of rangeland plants. Journal of Agricultural Science and
Technology, 15(7), 1537-1545.
24. Rady, A. M., & Guyer, D. E. (2015). Evaluation of sugar content in potatoes using NIR reflectance and
wavelength selection techniques. Postharvest Biology and Technology, 103, 17-26.
https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.02.012
25. Rahi, S., Mobli, H., Jamshidi, B., Azizi, A., & Sharifi, M. (2020). Different supervised and unsupervised
classification approaches based on visible/near infrared spectral analysis for discrimination of microbial
contaminated lettuce samples: Case study on E. coli ATCC. Infrared Physics & Technology, 108, 103355.
https://doi.org/10.1016/j.infrared.2020.103355
26. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2015). Plant physiology and development (No. Ed. 6). Sinauer
Associates Incorporated.
27. Tamburini, E., Ferrari, G., Marchetti, M. G., Pedrini, P., & Ferro, S. (2015). Development of FT-NIR models for
the simultaneous estimation of chlorophyll and nitrogen content in fresh apple (Malus domestica)
leaves. Sensors, 15(2), 2662-2679. https://doi.org/10.3390/s150202662
28. Wang, C., Li, X., Wang, L., Yang, C., Chen, X., Li, M., & Ma, S. (2019). Prediction of N, P, and K Contents in
Sugarcane Leaves by VIS-NIR Spectroscopy and Modeling of NPK Interaction Effects. Transactions of the
ASABE, 62(6), 1427-1433.

More Related Content

Similar to Rapid and Non-destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on Leaf Spectral Analysis

Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...
Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...
Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...
J. Agricultural Machinery
 
Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...
Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...
Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...
J. Agricultural Machinery
 
Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...
Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...
Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...
J. Agricultural Machinery
 
Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...
Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...
Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...
J. Agricultural Machinery
 
Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...
Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...
Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...
Iranian Food Science and Technology Research Journal
 
Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...
Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...
Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...
Iran. J. Field Crops Research
 
Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...
Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...
Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...
Iran. J. Field Crops Research
 
Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...
Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...
Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...
Iran. J. Field Crops Research
 
Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...
Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...
Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...
Iran. J. Field Crops Research
 
Quinoa Phenological Development Modeling Based on Field Data
Quinoa Phenological Development Modeling Based on Field DataQuinoa Phenological Development Modeling Based on Field Data
Quinoa Phenological Development Modeling Based on Field Data
Iran. J. Field Crops Research
 
Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...
Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...
Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...
Ferdowsi University of Mashhad
 
Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...
Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...
Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...
Iran. J. Field Crops Research
 
Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...
Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...
Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...
Iran. J. Field Crops Research
 

Similar to Rapid and Non-destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on Leaf Spectral Analysis (13)

Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...
Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...
Fusion of Multispectral and Radar Images to Enhance Classification Accuracy a...
 
Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...
Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...
Balancing Time and Cost in Resource-Constrained Project Scheduling Using Meta...
 
Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...
Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...
Automatic Detection of Plant Cultivation Rows Robot using Machine Vision (Cas...
 
Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...
Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...
Evaluation of the Effects of Artificial Light on Some Plant Characteristics i...
 
Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...
Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...
Evaluation of the Importance of Multi-objective Particle Swarm Algorithm Para...
 
Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...
Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...
Effect of Nano Silicon and Plant Growth-Promoting Rhizobacteria on Biomass, N...
 
Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...
Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...
Effects of Inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Nanopart...
 
Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...
Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...
Evaluation of the Effect of Nitrogen Consumption and Use Efficiency on Yield ...
 
Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...
Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...
Simulating the Effects of Climate Change on Phenology and Yield of Maize (Zea...
 
Quinoa Phenological Development Modeling Based on Field Data
Quinoa Phenological Development Modeling Based on Field DataQuinoa Phenological Development Modeling Based on Field Data
Quinoa Phenological Development Modeling Based on Field Data
 
Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...
Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...
Determining the Eco-Efficiency of Major Crops in Selected Rigions of Khuzesta...
 
Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...
Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...
Effect of Deficit Irrigation, Planting Date and Biofertilizers on Agro- Morph...
 
Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...
Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...
Effects of Nanoparticles (Zinc and Silicon) and Plant Growth Promoting Rhizob...
 

More from J. Agricultural Machinery

Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...
Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...
Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...
J. Agricultural Machinery
 
Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...
Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...
Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...
J. Agricultural Machinery
 
Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...
Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...
Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...
J. Agricultural Machinery
 
Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...
Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...
Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...
J. Agricultural Machinery
 
Investigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying Process
Investigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying ProcessInvestigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying Process
Investigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying Process
J. Agricultural Machinery
 
Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...
Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...
Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...
J. Agricultural Machinery
 
Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...
Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...
Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...
J. Agricultural Machinery
 
A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...
A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...
A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...
J. Agricultural Machinery
 
Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...
Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...
Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...
J. Agricultural Machinery
 
Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...
Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...
Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...
J. Agricultural Machinery
 
Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...
Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...
Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...
J. Agricultural Machinery
 
Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...
Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...
Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...
J. Agricultural Machinery
 
Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...
Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...
Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...
J. Agricultural Machinery
 
A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...
A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...
A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...
J. Agricultural Machinery
 
Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...
Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...
Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...
J. Agricultural Machinery
 
Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...
Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...
Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...
J. Agricultural Machinery
 
Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...
Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...
Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...
J. Agricultural Machinery
 
Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...
Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...
Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...
J. Agricultural Machinery
 
Mass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic Sensors
Mass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic SensorsMass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic Sensors
Mass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic Sensors
J. Agricultural Machinery
 
Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...
Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...
Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...
J. Agricultural Machinery
 

More from J. Agricultural Machinery (20)

Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...
Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...
Simulation of Heat and Mass Transfer in a Refractance Window Dryer for Aloe v...
 
Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...
Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...
Evaluation of the Energy Efficiency of a Solar Parabolic Collector Equipped w...
 
Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...
Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...
Design, Construction, and Optimization of Performance of Electrodynamic Spray...
 
Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...
Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...
Performance Evaluation of the UAV Sprayer in Controlling Brevicoryne Brassica...
 
Investigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying Process
Investigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying ProcessInvestigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying Process
Investigation of Brown Rice Losses in the Paddy Drying Process
 
Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...
Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...
Cold Plasma Technique in Controlling Contamination and Improving the Physiolo...
 
Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...
Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...
Modeling Soil Pressure-Sinkage Characteristic as Affected by Sinkage rate usi...
 
A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...
A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...
A Finite Element Model of Soil-Stress Probe Interaction under a Moving Rigid ...
 
Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...
Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...
Optimization of the Mixing in a Gas-lift Anaerobic Digester of Municipal Wast...
 
Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...
Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...
Investigating the Efficiency of Drinking Water Treatment Sludge and Iron-Base...
 
Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...
Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...
Dynamic Model of Hip and Ankle Joints Loading during Working with a Motorized...
 
Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...
Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...
Experimental Study and Mathematical Modeling of Hydrogen Sulfide Removal from...
 
Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...
Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...
Feasibility of Soil Texture Determination Using Acoustic Signal Processing of...
 
A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...
A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...
A Multi-Objective Optimization to Determine The Optimal Patterns of Sustainab...
 
Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...
Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...
Identifying and Prioritizing the Key Factors Affecting the Efficient Maintena...
 
Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...
Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...
Environmental Impact Assessment of Electricity Generation in Wind Power Plant...
 
Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...
Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...
Development and Field Evaluation of a Variable-Depth Tillage Tool Based on a ...
 
Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...
Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...
Experimental Investigation of Performance and Emissions of a Compression Igni...
 
Mass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic Sensors
Mass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic SensorsMass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic Sensors
Mass and Volume Determination of Orange Fruit using Ultrasonic Sensors
 
Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...
Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...
Cold Plasma: A Novel Pretreatment Method for Drying Canola Seeds: Kinetics St...
 

Rapid and Non-destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on Leaf Spectral Analysis

  • 1. Research Article Vol. 14, No. 2, 2024, p. 119-133 Rapid and Non-destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on Leaf Spectral Analysis R. Azadnia1 , A. Rajabipour 2* , B. Jamshidi 3 , M. Omid 2 1- PhD Student, Biosystems Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, University of Tehran, Iran 2- Professor, Biosystems Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, University of Tehran, Iran 3- Associate Professor, Smart Agricultural Research Department, Agricultural Engineering Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization, Karaj, Iran (*- Corresponding Author Email: arajabi@ut.ac.ir) How to cite this article: Azadnia, R., Rajabipour, A., Jamshidi, B., & Omid, M. (2024). Rapid and Non- destructive Estimation of Apple Tree NPK Contents based on Leaf Spectral Analysis. Journal of Agricultural Machinery, 14(2), 119-133. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/jam.2022.78770.1125 Received: 17 September 2022 Revised: 02 November 2022 Accepted: 13 November 2022 Available Online: 13 November 2022 Introduction1 Apple is one of the most frequently consumed fruits in the world. It is a source of minerals, fiber, various biological compounds such as vitamin C, and phenolic compounds (natural antioxidants). The amount of nutrients plays a significant role in the growth, reproduction, and performance of agricultural products and plants. Chemical inputs can be accurately managed by predicting these elements. Thus, timely and accurate monitoring and managing the status of crop nutrition is crucial for adjusting fertilization, increasing the yield, and improving the quality. This approach minimizes the application of chemical fertilizers and reduces the risk of environmental degradation. In crop plants, leaf samples are typically analyzed to diagnose nutrient deficiencies and imbalances, as well as to evaluate the effectiveness of the current nutrient management system. Therefore, the main aim of this study is to estimate the level of Nitrogen (N), Phosphorus (P), and Potassium (K) elements in the leaves of the apple tree using the non-destructive method of Visible/Near-infrared (Vis/NIR) spectroscopy at the wavelength range of 500 to 1000 nm coupled with chemometrics analysis. Materials and Methods This research investigated the potential of the Vis/NIR spectroscopy coupled with chemometrics analysis for predicting NPK nutrient levels of apple trees. In this study, 80 leaf samples of apple trees were randomly picked and transferred to the laboratory for spectral measurement. The Green-Wave spectrometer (StellarNet Inc, Florida, USA) was utilized to collect the spectral data. In the next step, the spectral data were transferred to the laptop using the Spectra Wiz software (StellarNet Inc, Florida, USA). For this purpose, spectroscopy of the leaf samples was done in interactance mode. Ten random points were selected on each leaf to capture reflectance spectra and the averaged spectrum was used to determine the reflectance (R). The data was then transformed into absorbance (log 1/R) for chemometrics analysis. Following the spectroscopy measurements, the NPK contents were measured using reference methods. Afterward, Partial Least Square (PLS) multivariate calibration models were developed based on the reference measurements and spectral information using different pre-processing techniques. To remove the unwanted effects, various pre-processing methods were utilized to obtain an accurate calibration model. To evaluate the proposed models, the Root Mean Square Error of calibration and prediction sets (RMSEC and RMSEP), as well as the correlation coefficient of calibration and prediction sets (rc and rp), and Residual Predictive Deviation (RPD) were calculated. ©2022 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0). https://doi.org/10.22067/jam.2022.78770.1125 Journal of Agricultural Machinery Homepage: https://jame.um.ac.ir
  • 2. 120 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 Results and Discussion The statistical metrics were calculated for the evaluation of PLS models and the results indicated that the PLS models could efficiently predict the NPK contents with satisfactory accuracy. The model with the best performance for nitrogen prediction was based on the standard normal variate pre-processing method in combination with the second derivative (SNV+D2) and resulted in rc= 0.988, RMSEC=0.028%, rp=0.978, RMSEP=0.034%, and RPD of 7.47. The best model for P content prediction resulted in rc= 0.967, RMSEC=0.0051%, rp=0.958, RMSEP=0.0057%, and RPD of 5.96. Additionally, the PLS model based on MSC+D2 pre-processing method resulted in rc= 0.984, RMSEC=0.017%, rp=0.976, RMSEP=0.021%, and RPD of 7.10, indicating the high potential of PLSR model in predicting K content. Moreover, the weakest performing model was related to the estimation of P content without pre-processing with rc = 0.774, RMSEC = 0.013%, rp = 0.685, RMSEP = 0.018%, and RPD value of 1.87. Based on the obtained results, the proposed PLS models coupled with suitable pre-processing methods were able to predict the nutrient content with high precision. Conclusion Field spectroscopy has recently gained popularity due to its portability, ease of use, and low cost. Consequently, the use of a portable system for estimating nutrient levels in the field can significantly save time and lower laboratory expenses. Therefore, due to the accuracy of the Vis/NIR spectroscopy technique and according to the obtained results, this method can be used to actualize a portable system based on Vis/NIR spectroscopy to estimate the nutrient elements needed by the apple trees in the orchards and to increase the productivity of the orchards. Keywords: Nutrients, Partial Least Squares, Pre-processing, Spectroscopy, Visible/Near-infrared
  • 3. ‫م‬ ‫پژوهشی‬ ‫قاله‬ ‫جلد‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 ‫ص‬ ، 133 - 119 ‫غیرمخرب‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ‫ارزیابی‬ ‫مقادیر‬ NPK ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫طیفی‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫تجزیه‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫آزادنیا‬ ‫رحیم‬ 1 ‫پور‬ ‫رجبی‬ ‫علی‬ ، 2 * ‫جمشیدی‬ ‫بهاره‬ ، 3 ، ‫امید‬ ‫محمود‬ 2 :‫دریافت‬ ‫تاریخ‬ 26 / 06 / 1401 :‫پذیرش‬ ‫تاریخ‬ 22 / 08 / 1401 ‫چکیده‬ ‫به‬ ‫نقش‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫پیش‬ ‫با‬ .‫دارند‬ ‫گیاهان‬ ‫و‬ ‫کشاورزی‬ ‫محصوالت‬ ‫عملکرد‬ ‫و‬ ‫تکثیر‬ ،‫رشد‬ ‫در‬ ‫سزایی‬ ‫می‬ ‫عناصر‬ ‫این‬ ‫بینی‬ ‫به‬ ‫توان‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫دقی‬ ‫صورت‬ ‫نهاده‬ ‫مدیریت‬ ‫را‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬ ‫قر‬ ‫ق‬‫عناص‬ ‫میزان‬ ‫غیرمخرب‬ ‫ارزیابی‬ ‫مطالعه‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫هدف‬ .‫کرد‬ NPK ‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫اس‬ ‫قا‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫نزدی‬ ‫قرک‬ ‫ق‬‫فروس‬ /‫قی‬ ‫ق‬/‫مر‬ ‫ی‬ ‫قن‬ ‫ق‬‫س‬ ( Vis/NIR ) ‫موجی‬ ‫ول‬ ‫بازه‬ ‫در‬ 500 ‫تا‬ 1000 ‫ی‬ ،‫منظور‬ ‫این‬ ‫برای‬ .‫بود‬ ‫نانومهر‬ ‫نمونه‬ ‫از‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫اندازه‬ ‫مد‬ ‫در‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫های‬ ‫گیری‬ ‫برهم‬ ‫کنش‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫ناخواسهه‬ ‫اثرات‬ ‫حذف‬ ‫برای‬ .‫گرفت‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬ ‫مدل‬ ‫تا‬ ‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫پردازش‬ ‫ی‬ ‫قن‬ ‫ق‬‫واس‬ ‫مدل‬ ،‫راسها‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫شود‬ ‫حاصل‬ ‫دقی‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ( ‫ی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ ‫حداقل‬ ‫چندمهغیره‬ PLS ‫اندازه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ) ‫گیری‬ ‫روش‬ ‫با‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫و‬ ‫مرجع‬ ‫های‬ ‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬ .‫قت‬ ‫ق‬‫گرف‬ ‫قرار‬ ‫ق‬‫ق‬ ‫قی‬ ‫ق‬‫بررس‬ ‫قورد‬ ‫ق‬‫م‬ ‫پردازش‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫قدل‬ ‫ق‬‫م‬ ‫قرین‬ ‫ق‬‫بهه‬ ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫قر‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قی‬ ‫ق‬‫منهن‬ ‫قده‬ ‫ق‬‫ش‬ ‫قع‬ ‫ق‬‫توزی‬ ‫قردازش‬ ‫ق‬‫پ‬ ‫م‬ ‫قا‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قب‬ ‫ق‬‫ترکی‬ ‫در‬ ‫قهاندارد‬ ‫ق‬‫اس‬ ‫قال‬ ‫ق‬‫نرم‬ ‫دوم‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫ش‬ (SNV+D2) ‫قادیر‬ ‫ق‬‫مق‬ ‫قا‬ ‫ق‬‫ب‬ 988 / 0 = c r ، % 028 / 0 = RMSEC ، 978 / 0 = p r ، % 034 / 0 = RMSEP ‫و‬ 47 / 7 = RPD ‫پیش‬ ‫به‬ ‫مهعل‬ .‫بود‬ ‫نیهروژن‬ ‫بینی‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مدل‬ ‫بههرین‬ ‫قیم‬ ‫ق‬‫پهاس‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫براساس‬ ‫نیز‬ ‫دوم‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫مش‬ ‫قا‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قب‬ ‫ق‬‫ترکی‬ ‫در‬ ‫افزاینده‬ ‫پراکنش‬ ‫تصحیح‬ ‫پردازش‬ ( MSC+D2 ) ‫قه‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫ترتیب‬ 976 / 0 = p r ، % 021 / 0 = RMSEP ، 0 1 / 7 = RPD ‫و‬ 958 / 0 = p r ، % 0057 / 0 = RMSEP ، 96 / 5 = RPD ‫به‬ ‫نهایج‬ .‫آمد‬ ‫دست‬ ‫به‬ ‫دست‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫پژوهش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫آمده‬ ‫ی‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Vis/NIR ‫می‬ ‫به‬ ‫تواند‬ ‫قابل‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ،‫غیرمخرب‬ ‫ابزار‬ ‫ی‬ ‫عنوان‬ ‫پیش‬ ‫برای‬ ‫اعهماد‬ ‫قد‬ ‫ق‬‫ح‬ ‫از‬ ‫قیش‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫مصرف‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫مقدار‬ ‫بینی‬ ‫نهاده‬ ‫جلوگیری‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫پیامدهای‬ ‫و‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬ ‫شود‬ . ‫واژه‬ :‫کلیدی‬ ‫های‬ ‫پیش‬ ‫پردا‬ ‫ی‬ ،‫ی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ ‫حداقل‬ ،‫زش‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ /‫ی‬/‫مر‬ ،‫عناصرمغذی‬ ،‫ی‬ ‫سن‬ ‫مقدمه‬ 1 ‫محصول‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫و‬ ‫ّی‬‫م‬‫ک‬ ‫بهنود‬ ‫در‬ ‫مهم‬ ‫عوامل‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫به‬ ‫می‬ ‫شمار‬ ‫ریزش‬ ‫کاهش‬ ،‫میوه‬ ‫شکل‬ ‫و‬ ‫عم‬ ،‫رنگ‬ ‫بهنود‬ ‫باعث‬ ‫که‬ ‫آید‬ ‫بیماری‬ ‫و‬ ‫آفات‬ ‫برابر‬ ‫در‬ ‫مقاومت‬ ‫افزایش‬ ،‫میوه‬ ‫در‬ ‫مقاومقت‬ ‫قاد‬ ‫ای‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫می‬ ‫سرما‬ ‫برابر‬ ‫شقود‬ ( , 2015 Taiz, Zeiger, Møller, & Murphy ) . ‫آنزیم‬ ،‫کلروفیل‬ ‫اصلی‬ ‫اجزای‬ ‫عناصر‬ ‫این‬ ‫پقروتنین‬ ‫و‬ ‫هقا‬ ‫تشقکیل‬ ‫را‬ ‫هقا‬ ‫می‬ .‫دهند‬ ‫سن‬ ،‫خاک‬ ‫نوع‬ ،‫گیاه‬ ‫رشد‬ ‫چون‬ ‫عواملی‬ ‫به‬ ‫عناصر‬ ‫این‬ ‫میزان‬ 1 - ‫و‬ ‫مهندسی‬ ‫دانشکده‬ ،‫بیوسیسهم‬ ‫مکانی‬ ‫مهندسی‬ ‫گروه‬ ،‫دکهری‬ ‫وی‬ ‫دانش‬ ‫ایران‬ ،‫تهران‬ ،‫تهران‬ ‫دانشگاه‬ ،‫کشاورزی‬ ‫تکنولوژی‬ 2 - ‫دا‬ ،‫بیوسیسهم‬ ‫مکانی‬ ‫مهندسی‬ ‫گروه‬ ،‫اسهاد‬ ‫تکنولوژی‬ ‫و‬ ‫مهندسی‬ ‫نشکده‬ ‫ایران‬ ،‫تهران‬ ،‫تهران‬ ‫دانشگاه‬ ،‫کشاورزی‬ 3 - ،‫دانشیار‬ ‫تحقیقات‬ ‫بخش‬ ‫هوشمندساز‬ ‫ی‬ ‫کشاورز‬ ‫ی‬ ، ‫و‬ ‫فنی‬ ‫تحقیقات‬ ‫موسسه‬ ‫ایران‬ ،‫کرج‬ ،‫کشاورزی‬ ‫ترویج‬ ‫و‬ ‫آموزش‬ ،‫تحقیقات‬ ‫سازمان‬ ،‫کشاورزی‬ ‫مهندسی‬ *( - :‫مسنول‬ ‫نویسنده‬ Email: arajabi@ut.ac.ir ) https://doi.org/10.22067/jam.2022.78770.1125 .‫دارد‬ ‫بسقهگی‬ ‫درخهقان‬ ‫سقن‬ ‫و‬ ‫درخت‬ ‫روی‬ ‫قرارگیری‬ ‫موقعیت‬ ‫و‬ ‫برگ‬ ‫نیهروژن‬ ( N ) ، ‫ر‬ ‫فس‬ ( P ) ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ( K ) ‫بقرگ‬ ‫اصقلی‬ ‫مغقذی‬ ‫عناصقر‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫هسهند‬ ‫درخهان‬ ‫فاکهورهای‬ ‫و‬ ‫عملکرد‬ ،‫رشد‬ ‫روی‬ ‫چشمگیری‬ ‫ور‬ ‫می‬ ‫اثر‬ ‫ی‬ ‫کی‬ .‫گذارند‬ ‫به‬ ‫الع‬ ‫ا‬ ‫محصقوالت‬ ‫مغقذی‬ ‫مقواد‬ ‫میزان‬ ‫از‬ ‫موقع‬ ‫ویژه‬ ‫اهمیت‬ ‫بقه‬ ‫غذایی‬ ‫نیازهای‬ ‫تا‬ ‫دارد‬ ‫ای‬ ‫نقرک‬ ‫و‬ ‫تعیقین‬ ‫کقافی‬ ‫انقدازه‬ ‫بهی‬ ‫چراکه‬ .‫شود‬ ‫مشخص‬ ‫دقی‬ ‫کوددهی‬ ‫نه‬ ‫از‬ ‫کقوددهی‬ ‫برنامقه‬ ‫سقازی‬ ‫می‬ ‫عملکرد‬ ‫رساندن‬ ‫حداکثر‬ ‫به‬ ‫سنب‬ ‫رفی‬ ‫وه‬ ‫کی‬ ‫با‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫رف‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫می‬ ‫دیگر‬ ‫زان‬ ‫شی‬ ‫کودهای‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫ا‬ ‫ب‬ ‫را‬ ‫مصرفی‬ ‫یی‬ ‫می‬ ‫حداقل‬ ‫ه‬ ‫اثرات‬ ‫تا‬ ‫رساند‬ ‫زی‬ ‫ست‬ ‫محی‬ ‫ط‬ ‫ی‬ ‫کاهش‬ ‫ی‬ ‫ابد‬ Gal, Schwartz, & - Erel, Dag, Ben ( ) , 2008 Yermiyahu . ،‫است‬ ‫آن‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫عوامل‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫مقواد‬ ‫خخیقره‬ ‫اصقلی‬ ‫مننع‬ ‫و‬ ‫دارند‬ ‫فعالی‬ ‫مهابولیسم‬ ‫گیاهان‬ ‫برگ‬ ‫چراکه‬ ‫و‬ ‫مغذی‬ ( ‫هسقهند‬ ‫درخهقان‬ ‫بقرای‬ ‫کربوهیقدرات‬ Embleton, Jones, , 1973 Labanauskas, & Reuther .) ‫زی‬ ‫ت‬ ‫بنابراین‬ ‫ه‬ ‫برگ‬ ‫شیمیایی‬ ‫مهم‬ ‫تری‬ ‫ن‬ ‫ارزی‬ ‫برای‬ ‫ابزار‬ ‫اب‬ ‫وضعی‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫مقدیریت‬ ‫و‬ ‫درخهان‬ ‫غذایی‬ ‫عناصر‬ ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫هاي‬ ‫کشاورزي‬ https://jame.um.ac.ir
  • 4. 122 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 ‫زی‬ ‫ت‬ .‫است‬ ‫آن‬ ‫کوددهی‬ ‫ه‬ ‫تحلی‬ ‫و‬ ‫ل‬ ‫هدف‬ ‫با‬ ‫معموال‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫تشخی‬ ‫ص‬ ‫ارزیق‬ ‫و‬ ‫غقذایی‬ ‫عناصقر‬ ‫تعقادل‬ ‫عقدم‬ ‫و‬ ‫کمنود‬ ‫اب‬ ‫اثربخشقی‬ ‫ی‬ ‫برنامه‬ ‫مدی‬ ‫های‬ ‫ر‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫می‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫فعلی‬ ‫مغذی‬ ‫مواد‬ ‫شقود‬ (Miles, 2010) . ‫روش‬ ،‫اما‬ ‫آزمای‬ ‫های‬ ‫شگاه‬ ‫زمان‬ ،‫پرزحمت‬ ،‫گران‬ ‫مرسوم‬ ‫ی‬ ‫نیازمنقد‬ ‫و‬ ‫بر‬ .‫هسهند‬ ‫آزمایشگاه‬ ‫و‬ ‫مهخصص‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫امروزه‬ ‫به‬ ‫غیرمخرب‬ ‫های‬ ‫یقت‬ ‫کی‬ ‫ارزیقابی‬ ‫منظقور‬ ‫و‬ ‫کقرده‬ ‫جلب‬ ‫خود‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫پژوهشگران‬ ‫نظر‬ ‫کشاورزی‬ ‫محصوالت‬ ‫داخلی‬ ‫پژوهش‬ ‫از‬ ‫زیادی‬ ‫م‬ ‫ح‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫ها‬ ‫مقی‬ ‫صورت‬ ‫ها‬ .‫گیقرد‬ ‫روش‬ ‫روش‬ ،‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫بر‬ ‫منهنی‬ ‫های‬ ‫یق‬ ‫اپهیکقی‬ ‫هقای‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ 1 (NIR) ، ‫ی‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫صوت‬ ‫انهشار‬ ،‫رامان‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫های‬ ‫روش‬ ‫جمله‬ ‫از‬ ‫فراصوتی‬ ‫بقه‬ ‫امقروزه‬ ‫که‬ ‫هسهند‬ ‫غیرمخربی‬ ‫های‬ ‫منظقور‬ ‫قرار‬ ‫ق‬‫ق‬ ‫اده‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫اس‬ ‫قورد‬ ‫ق‬‫م‬ ‫قاورزی‬ ‫ق‬‫کش‬ ‫قوالت‬ ‫ق‬‫محص‬ ‫قی‬ ‫ق‬‫داخل‬ ‫قت‬ ‫ق‬‫ی‬ ‫کی‬ ‫ارزیقابی‬ ‫می‬ ‫گیرند‬ ) , 2005 Butz, Hofmann, & Tauscher ( . ‫به‬ ‫بیوفیزیکی‬ ‫و‬ ‫بیوشیمیایی‬ ‫خواص‬ ‫قور‬ ‫یق‬ ‫چشقمگیری‬ ‫هقای‬ ‫می‬ ‫قرار‬ ‫تاثیر‬ ‫تحت‬ ‫را‬ ‫گیاهان‬ ‫برگ‬ ‫از‬ ‫بازتابی‬ ‫این‬ ‫از‬ .‫دهد‬ ‫اسقهخراج‬ ،‫رو‬ ‫بی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫وش‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫ا‬ ‫ی‬ ‫از‬ ‫یی‬ ‫ی‬ ‫گی‬ ‫اه‬ ‫پی‬ ‫ی‬ ‫وسهه‬ ‫تولی‬ ‫د‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫امکان‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫حسگرهای‬ ‫از‬ ‫پذی‬ ‫ر‬ ‫بقه‬ .‫است‬ ‫بقه‬ ‫منظقور‬ ‫رسقاندن‬ ‫حقداقل‬ ‫چالش‬ ‫تعیی‬ ‫در‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫مشکالت‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫ن‬ ‫بی‬ ‫محهوای‬ ‫وش‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫ا‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ ‫ی‬ ‫می‬ ‫گیاهان‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫توان‬ ‫ی‬ ‫های‬ ‫کرد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ی‬ ‫سن‬ (Mobasheri & Rahimzadegan, 2012) ‫ی‬ . ‫یق‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫رایق‬ ‫روش‬ ‫ج‬ ‫بقرای‬ ‫تشخی‬ ‫ص‬ ‫سری‬ ‫ع‬ ‫محهوی‬ ‫ات‬ ‫است‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬ ‫مغذی‬ ‫مواد‬ (Rady & Guyer, 2015) . ( ‫همکقاران‬ ‫و‬ ‫عناسقی‬ Abasi, Minaei, Jamshidi, Fathi, & , 2019 Khoshtaghaza ‫ب‬ ) ‫ا‬ ‫ی‬ ‫روش‬ ‫کم‬ ‫ی‬ ‫سن‬ NIR ‫از‬ ‫برخقی‬ ‫آن‬ .‫دادند‬ ‫قرار‬ ‫ارزیابی‬ ‫مورد‬ ‫را‬ ‫سیب‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫پارامهرهای‬ ‫مطالعه‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫موج‬ ‫تندیل‬ ‫از‬ ‫پیش‬ ‫معمول‬ ‫های‬ ‫مقدل‬ ‫توسقعه‬ ‫برای‬ ‫پردازش‬ ‫رگرسیونی‬ ‫حداقل‬ ‫ی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ 2 ( PLS ) ‫به‬ ‫نهایج‬ .‫کردند‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫دست‬ ‫موجق‬ ‫تنقدیل‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫کقه‬ ‫داد‬ ‫نشقان‬ ‫آمده‬ 3 ‫حقذف‬ ‫بقرای‬ ‫داده‬ ‫از‬ ‫قهه‬ ‫ق‬‫ناخواس‬ ‫قات‬ ‫ق‬‫الع‬ ‫ا‬ ‫قدل‬ ‫ق‬‫م‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫ی‬ ‫قه‬ ‫ق‬/‫ارا‬ ‫قت‬ ‫ق‬‫قابلی‬ ،‫قی‬ ‫ق‬ ‫ی‬ ‫قای‬ ‫ق‬‫ه‬ ‫مطالعقه‬ ‫در‬ ‫محقققان‬ .‫دارد‬ ‫را‬ ‫صحیح‬ ‫و‬ ‫دقی‬ ‫خطی‬ ‫رگرسیونی‬ ‫یق‬ ‫ای‬ ‫به‬ ‫غیرمخرب‬ ‫و‬ ‫سریع‬ ‫روش‬ ‫خیار‬ ‫شناسایی‬ ‫منظور‬ ‫آ‬ ‫لوده‬ ‫حداکثر‬ ‫براساس‬ ‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫نیهرات‬ ‫مع‬ ‫ت‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Vis/NIR ‫آن‬ .‫دادند‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫هقا‬ ‫مققدل‬ ‫یقق‬ ‫تحقیقق‬ ‫ایققن‬ ‫در‬ PLS ‫روش‬ ‫براسققاس‬ ‫مخهلقق‬ ‫هققای‬ ‫پیش‬ ‫داده‬ ‫و‬ ‫پردازش‬ ‫هقم‬ .‫دادنقد‬ ‫توسقعه‬ ‫مرجع‬ ‫های‬ ‫روش‬ ،‫چنقین‬ ‫هقای‬ ‫نقه‬ ‫روش‬ ‫براسقاس‬ ‫ماهقاالنوبیب‬ ‫و‬ ‫دوم‬ ‫درجقه‬ ،‫خطی‬ ‫مخهل‬ ‫بندی‬ DA - PCA 4 ‫نقه‬ ‫برای‬ ‫نمونه‬ ‫بندی‬ ‫(دارای‬ ‫آلقوده‬ ‫از‬ ‫سقالم‬ ‫خیقار‬ ‫هقای‬ ‫به‬ ‫نهایج‬ .‫یافت‬ ‫توسعه‬ )‫از‬ ‫م‬ ‫حد‬ ‫از‬ ‫بیش‬ ‫نیهرات‬ ‫داد‬ ‫نشقان‬ ‫آمقده‬ ‫دست‬ 1- Near-infrared Spectroscopy 2- Partial Least Squares 3- Wavelet Transform 4- Principal Component Analysis-Discriminant Analysis ‫ی‬ ‫روش‬ ‫که‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Vis/NIR ‫می‬ ‫سقامانه‬ ‫توسقعه‬ ‫بقرای‬ ‫تواند‬ ‫هقای‬ ‫قابل‬ ‫به‬ ‫حمل‬ ‫خی‬ ‫غربالگری‬ ‫منظور‬ ‫نیهرات‬ ‫سطح‬ ‫از‬ ‫م‬ ‫بیشینه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫ارها‬ ( ‫شود‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫محصول‬ ‫در‬ Jamshidi & Yazdanfar, 2022 .) ( ‫همکقاران‬ ‫و‬ ‫فرهادی‬ Sayyah, Jamshidi, - Farhadi, Afkari , 2020 & Gorji ) ‫ی‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Vis/NIR ‫ترکینات‬ ‫تغییرات‬ ‫سیب‬ ‫داخلی‬ ‫خخیره‬ ‫حین‬ ‫در‬ ‫زمینی‬ ‫ی‬ .‫کردند‬ ‫بررسی‬ ‫را‬ ‫سازی‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ ‫در‬ 450 ‫تا‬ 1000 ‫پقیش‬ ‫بقرای‬ ‫نقانومهر‬ ،‫نشاسقهه‬ ‫بینقی‬ ‫نمونه‬ ‫وبت‬ ‫ر‬ ‫و‬ ‫قند‬ ‫میزان‬ ‫سیب‬ ‫های‬ ‫بقه‬ .‫گرفقت‬ ‫قام‬ ‫ان‬ ‫زمینی‬ ‫منظقور‬ ‫ی‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫رابطه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫اندازه‬ ‫و‬ ‫جذبی‬ ‫های‬ ‫گیری‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫مرجع‬ ‫های‬ ‫رو‬ ‫ش‬ PLS ‫بقه‬ ‫نهقایج‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫مقدل‬ ‫کقه‬ ‫داد‬ ‫نشقان‬ ‫آمقده‬ ‫دسقت‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫می‬ ‫شده‬ ‫بقاالی‬ ‫همنسهگی‬ ‫ضریب‬ ‫با‬ ‫تواند‬ 90 ‫قنقد‬ ‫میقزان‬ ‫درصقد‬ ‫سیب‬ ‫پقیش‬ ‫را‬ ‫زمینی‬ ‫مطالعقه‬ ‫در‬ .‫نمایقد‬ ‫بینقی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫دیگقر‬ ‫ای‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫سققن‬ Vis/NIR ‫روش‬ ‫بققا‬ ‫همققراه‬ ‫تحلیققل‬ ‫و‬ ‫زیققه‬ ‫ت‬ ‫هققای‬ ‫شیمی‬ ‫ی‬ ‫سن‬ 5 ‫نمونه‬ ‫میکروبی‬ ‫بار‬ ‫کا‬ ‫های‬ ‫قی‬ ‫ی‬ ‫محدود‬ ‫در‬ ‫هو‬ 350 ‫تقا‬ 1100 ‫الگقوریهم‬ ‫پقنج‬ ‫از‬ ‫تحقیق‬ ‫ایقن‬ ‫در‬ .‫شد‬ ‫بررسی‬ ‫نانومهر‬ SVM 6 ، SIMCA 7 ، DA - PLS 8 ، PCA ‫و‬ HCA 9 ‫نمونه‬ ‫تشخیص‬ ‫برای‬ ‫هقای‬ ‫مدل‬ ‫بههرین‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫نهایج‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫میکروب‬ ‫به‬ ‫آلوده‬ ‫کاهوی‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫نظارت‬ ‫الگوریهم‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫شده‬ PLS-DA ‫روش‬ ‫بقا‬ ‫همراه‬ ‫پیش‬ ‫قردازش‬ ‫ق‬‫پ‬ SNV+D2 ‫قه‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قین‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قهگی‬ ‫ق‬‫همنس‬ ‫قریب‬ ‫ق‬‫ض‬ .‫قد‬ ‫ق‬‫آم‬ ‫قت‬ ‫ق‬‫دس‬ ‫داده‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬ Vis/NIR ‫داده‬ ‫و‬ ‫مرجع‬ ‫های‬ 989 / 0 = c r ‫به‬ ،‫آمقد‬ ‫دست‬ ‫نمونه‬ ‫آلودگی‬ ‫تشخیص‬ ‫در‬ ‫تکنی‬ ‫این‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫نشقان‬ ‫را‬ ‫کاهو‬ ‫های‬ ‫مقی‬ ( ‫دهقد‬ , 2020 Rahi, Mobli, Jamshidi, Azizi, & Sharifi .) ( ‫همکاران‬ ‫و‬ ‫وانگ‬ Wang et al., 2019 ‫عناصقر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ) ‫قرگ‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫در‬ ‫قیم‬ ‫ق‬‫پهاس‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫فس‬ ،‫قروژن‬ ‫ق‬‫نیه‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫ی‬ ‫از‬ ‫قکر‬ ‫ق‬‫نیش‬ ‫قای‬ ‫ق‬‫ه‬ ‫ی‬ ‫قن‬ ‫ق‬‫س‬ Vis/NIR ‫به‬ .‫کردند‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫به‬ ‫منظور‬ ‫آوردن‬ ‫دست‬ ‫ی‬ ‫بازتقابی‬ ‫هقای‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫از‬ ‫برگ‬ ‫مزرعه‬ ‫درون‬ ‫سنج‬ ‫رابطقه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫برای‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ای‬ ‫داده‬ ‫بین‬ ‫ی‬ ‫و‬ ‫مرجع‬ ‫های‬ ‫به‬ ‫های‬ ‫دست‬ ‫مقدل‬ ‫از‬ ‫آمده‬ CARS-PCA- PLS ‫به‬ ‫نهایج‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫دست‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫آمده‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫های‬ ‫شقده‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫توانست‬ 85 / 0 ، 67 / 0 ‫و‬ 93 / 0 ‫به‬ ‫فس‬ ،‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ترتیب‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫پیش‬ ‫را‬ ‫پهاسیم‬ ‫هم‬ .‫کند‬ ‫بینی‬ ‫مطالعه‬ ‫در‬ ‫چنین‬ ‫دیگر‬ ‫ای‬ ‫به‬ ‫محققان‬ ‫منظور‬ ‫یق‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫سقیب‬ ‫درخت‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫تعیین‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ ‫اندازه‬ ‫را‬ ‫برگ‬ ‫کلروفیل‬ ‫و‬ .‫کردنقد‬ ‫گیری‬ ‫مدل‬ ‫از‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫محققان‬ PLS ‫بقر‬ ‫منهنقی‬ ‫تنقدیل‬ ‫فوریه‬ 10 ‫به‬ ‫نهایج‬ .‫کردند‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫دست‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫روش‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫آمده‬ ‫شده‬ ‫به‬ ‫توانست‬ ‫نهاده‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫صحیح‬ ‫مدیریت‬ ‫منظور‬ ‫میزان‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬ ‫باالی‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫نیهروژن‬ 98 / 0 ‫کند‬ ‫ارزیابی‬ ( Tamburini, Ferrari, 5- Chemometrics Analysis 6- Support Vector Machine 7- Soft Independent Modeling of Class Analogy 8- Partial Least Square-Discriminant Analysis 9- Hierarchical Cluster Analysis 10- Fourier Transform
  • 5. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬ ‫ارز‬ ‫ی‬ ‫اب‬ ‫ی‬ ‫سر‬ ‫ی‬ ‫ع‬ ‫غ‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫رمخرب‬ ‫مقاد‬ ‫ی‬ ‫ر‬ NPK ‫س‬ ‫درخت‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫مبتن‬ ‫ی‬ ‫تجز‬ ‫بر‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫تحل‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫ل‬ ‫ط‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ 123 , 2015 Marchetti, Pedrini, & Ferro .) ‫ام‬ ‫ان‬ ‫مطالعات‬ ‫با‬ ‫مطاب‬ ‫یق‬ ‫یق‬ ‫تل‬ ،‫شده‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫هقای‬ ‫شیمی‬ ‫می‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫ی‬ ‫بین‬ ‫رابطه‬ ‫تواند‬ ‫عناصر‬ ‫محهویات‬ ‫و‬ ‫بازتابی‬ ‫های‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫مغذی‬ ( ‫کنقد‬ ‫بیقان‬ ‫مسهقیم‬ ‫صورت‬ 2017 et al., Amiratul ‫از‬ .) ‫به‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫و‬ ‫انهخاب‬ ‫دیگر‬ ‫رف‬ ‫نهاده‬ ‫از‬ ‫موقع‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬ ‫در‬ ‫همیشه‬ ‫میقزان‬ ‫از‬ ‫آگقاهی‬ ‫بقرای‬ .‫اسقت‬ ‫داشقهه‬ ‫قرار‬ ‫کشاورزان‬ ‫وظای‬ ‫اولویت‬ ‫نهاده‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫مغقذی‬ ‫عناصقر‬ ‫میقزان‬ ‫تقا‬ ‫اسقت‬ ‫الزم‬ ،‫شقیمیایی‬ ‫های‬ ‫روش‬ ‫امقا‬ .‫باشقد‬ ‫اخهیار‬ ‫در‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫مقواد‬ ‫ارزیقابی‬ ‫هقای‬ ‫به‬ ‫مغذی‬ ‫می‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫شیمیایی‬ ‫و‬ ‫مخرب‬ ‫صورت‬ ‫هزینقه‬ ‫بسقیار‬ ‫و‬ ‫گیقرد‬ ‫بقر‬ ‫اسه‬ .‫هسهند‬ ‫مقی‬ ‫درخهقان‬ ‫برگ‬ ‫از‬ ‫بازتابی‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫توانقد‬ ‫به‬ ‫بنابراین‬ .‫شود‬ ‫دسهیابی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫این‬ ‫به‬ ‫تا‬ ‫کند‬ ‫کم‬ ‫قالع‬ ‫ا‬ ‫منظور‬ ‫از‬ ‫جلقوگیری‬ ،‫محصقوالت‬ ‫رشقد‬ ‫بقرای‬ ‫کقافی‬ ‫مغقذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫از‬ ‫هزینه‬ ‫بی‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ی‬ ‫من‬ ‫اثرات‬ ‫و‬ ‫اضافی‬ ‫های‬ ‫نهاده‬ ‫رویه‬ ‫شقیمیایی‬ ‫هقای‬ ‫محیط‬ ‫روی‬ ‫است‬ ‫ضروری‬ ،‫زیست‬ ‫و‬ ‫سقریع‬ ‫روش‬ ‫یق‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫با‬ ‫تا‬ ‫درخقت‬ ‫بقرای‬ ‫بهینه‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ،‫نیهروژن‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫غیرمخرب‬ ‫میقزان‬ ‫تعیین‬ ‫هدف‬ ‫با‬ ‫حاضر‬ ‫پژوهش‬ .‫شود‬ ‫ارزیابی‬ ‫رشد‬ ‫دوره‬ ‫ول‬ ‫در‬ ‫عناصر‬ NPK ‫ی‬ ‫ی‬ ‫تل‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫ی‬ ‫سن‬ NIR ‫و‬ ‫روش‬ ‫شیمی‬ ‫های‬ .‫شد‬ ‫ام‬ ‫ان‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫مواد‬ ‫ها‬ ‫جمع‬ ‫نمونه‬ ‫آوری‬ ‫طیف‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫سنجی‬ ،‫مطالعه‬ ‫این‬ ‫در‬ 80 ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫میان‬ ‫از‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫نمونه‬ ‫چی‬ ‫رد‬ 1 ‫فقوجی‬ ، 2 ‫اسقمیت‬ ‫گرنقی‬ ‫و‬ 3 ‫بقه‬ ‫باغقات‬ ‫از‬ ‫تصقادفی‬ ‫صقورت‬ ‫جمع‬ ‫غربی‬ ‫ان‬ ‫آخربای‬ ‫ی‬ ‫و‬ ‫آوری‬ ‫ی‬ ‫یق‬ ‫از‬ .‫شقدند‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫سقنج‬ Green-Wave (Stellar Net Inc., USA) ‫بقه‬ ‫سقیگنال‬ ‫نسقنت‬ ‫بقا‬ ‫نویز‬ 400:1 ( ‫حساس‬ ‫آشکارساز‬ ‫به‬ ‫هز‬ ‫م‬ ، 1024 ‫فینر‬ ‫کاوشگر‬ ‫و‬ )‫عنصر‬ ‫ی‬ ‫برای‬ ‫نوری‬ ‫موج‬ ‫ول‬ ‫در‬ ‫ی‬ ‫سن‬ 350 ‫تقا‬ 1100 ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫نقانومهر‬ ‫ی‬ .‫شد‬ ‫نمونه‬ ‫از‬ ‫گیری‬ ‫برهم‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫کنش‬ 4 ‫(شقکل‬ ‫شد‬ ‫ام‬ ‫ان‬ 1 .) ‫ی‬ ‫دسهگاه‬ ‫هر‬ ‫ی‬ ‫سن‬ 20 ‫از‬ ‫ید‬ ‫سق‬ ‫مرجقع‬ ‫ی‬ ‫توسط‬ ‫بار‬ ‫ی‬ ‫دقیقه‬ ‫اسقهاندا‬ ‫باریم‬ ‫ات‬ ‫سول‬ ‫جنب‬ ‫داده‬ .‫شقد‬ ‫کقالینره‬ ‫رد‬ ‫نرم‬ ‫توسقط‬ ‫هقا‬ ‫افقزار‬ Spectra Wiz software ‫جمع‬ ،‫سقیب‬ ‫بقرگ‬ ‫هقر‬ ‫از‬ .‫شدند‬ ‫آوری‬ 10 ‫به‬ ‫ناحیه‬ ‫ی‬ ‫و‬ ‫انهخاب‬ ‫تصادفی‬ ‫صورت‬ ‫یق‬ .‫شقدند‬ ‫گیری‬ ‫میق‬ ‫انگ‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫به‬ ‫بازتاب‬ ‫عنوان‬ ( R ) ‫زی‬ ‫ت‬ ‫برای‬ ‫ه‬ ‫تحلی‬ ‫و‬ ‫ل‬ ‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ . ‫نهای‬ ‫در‬ ،‫ت‬ ‫تمام‬ ‫داده‬ ‫جذب‬ ‫به‬ ‫ها‬ ( Log1/R ) ‫تندی‬ ‫ل‬ ‫شدند‬ . 1- Red Chief 2- Fuji 3- Granny Smith 4- Interactance ‫اندازه‬ ‫مرجع‬ ‫گیری‬ ‫به‬ ‫نمونه‬ ‫نیهروژن‬ ‫درصد‬ ‫برآورد‬ ‫منظور‬ ‫لقدال‬ ‫ک‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫بقرگ‬ ‫های‬ ‫نمونه‬ ‫ابهدا‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫و‬ ‫هضقم‬ ‫وری‬ ‫سول‬ ‫اسید‬ ‫توسط‬ ‫موردنظر‬ ‫های‬ ‫آمونیقوم‬ ‫ات‬ ‫سقول‬ ‫ازت‬ .‫شد‬ ‫تندیل‬ ‫آمونیوم‬ ‫ات‬ ‫سول‬ ‫به‬ ‫موجود‬ ‫نیهروژن‬ ‫به‬ ‫بورات‬ ‫به‬ ‫بوری‬ ‫اسید‬ ‫توسط‬ ‫و‬ ‫آزاد‬ ‫آمونیاک‬ ‫صورت‬ ‫و‬ ‫تندیل‬ ‫آمونیوم‬ ‫وری‬ ‫سول‬ ‫اسید‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ 1 / 0 ‫اسقید‬ ‫محاسقنه‬ ‫بقا‬ .‫شقد‬ ‫تیهر‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫درصقد‬ ‫حسقب‬ ‫بقر‬ ‫ازت‬ ‫مققدار‬ ‫مصرفی‬ ‫بقه‬ ‫امقا‬ .‫آمقد‬ ‫دسقت‬ ‫منظقور‬ ‫اندازه‬ ‫ی‬ ‫دسهگاه‬ ‫از‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫مقدار‬ ‫گیری‬ ‫پالسقما‬ ‫نشقر‬ ‫سنج‬ - ‫القایی‬ ‫ت‬ ‫ج‬ ‫اپهیکال‬ 5 ( – ICPOES; OPTIMA 2000DV, Perkin Elmer, Italy .‫قد‬ ‫ق‬‫ش‬ ‫اده‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫اس‬ ) ‫قدول‬ ‫ق‬‫ج‬ 1 ‫داده‬ ،‫قداقل‬ ‫ق‬‫(ح‬ ‫قاری‬ ‫ق‬‫آم‬ ‫قای‬ ‫ق‬‫ه‬ ‫مققادیر‬ ‫بقه‬ ‫مربقوه‬ )‫معیقار‬ ‫انحقراف‬ ‫و‬ ‫میانگین‬ ،‫حداکثر‬ NPK ‫انقدازه‬ ‫گیری‬ ‫نمونه‬ ‫شده‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫آزمایشگاه‬ ‫در‬ ‫برگ‬ ‫های‬ ‫نمقایش‬ ‫درصقد‬ ‫صقورت‬ ‫می‬ .‫دهد‬ ‫پیش‬ ‫داده‬ ‫پردازش‬ ‫ها‬ ‫داده‬ ‫و‬ ‫العقات‬ ‫ا‬ ‫یق‬ ‫روی‬ ‫قی‬ ‫ق‬ ‫من‬ ‫تقاثیر‬ ‫قد‬ ‫ق‬‫ی‬ ‫غیرم‬ ‫هقای‬ ‫ی‬ ‫قن‬ ‫ق‬‫س‬ ‫می‬ ‫یق‬ ‫بقین‬ ‫نامناسقنی‬ ‫رگرسقیونی‬ ‫مدل‬ ‫و‬ ‫گذارد‬ ‫پارامهرهقای‬ ‫و‬ ‫هقا‬ ‫می‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫شیمیایی‬ ‫ماننقد‬ ‫عقواملی‬ ‫اثقر‬ ‫در‬ ‫یقد‬ ‫غیرم‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫این‬ .‫کند‬ ‫نویز‬ ‫و‬ ‫نمونه‬ ‫اندازه‬ ،‫نمونه‬ ‫آشکارساز‬ ‫فاصله‬ ‫بودن‬ ‫مهغیر‬ ‫از‬ ‫حاصقل‬ ‫های‬ ‫می‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫محیط‬ ‫و‬ ‫دسهگاه‬ ‫خود‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫عوامل‬ ‫این‬ ‫حذف‬ ‫برای‬ .‫شود‬ - ‫پیش‬ ‫های‬ ‫پردازش‬ ‫افزاینده‬ ‫پراکنش‬ ‫تصحیح‬ 6 ( MSC ) ‫نرمقال‬ ‫توزیع‬ ‫و‬ ‫اسهاندارد‬ 7 ( SNV ) ‫می‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ( ‫شقود‬ , Fu, Ying, Lu, Xu, & Yu 2007 .) ‫ی‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫تصادفی‬ ‫نویزهای‬ ‫حذف‬ ‫و‬ ‫هموارسازی‬ ‫برای‬ - ‫میانگین‬ ‫فیلهر‬ ‫از‬ ‫ها‬ ‫مهحرک‬ ‫گیر‬ 8 ( MA ) ‫ره‬ ‫پن‬ ‫عرض‬ ‫با‬ 3 ‫هم‬ ‫و‬ ‫چنین‬ ‫ساویهزکی‬ ‫هموارساز‬ - ‫گوالی‬ 9 (SG) ‫درجقه‬ ‫و‬ ‫همسایگی‬ ‫نقاه‬ ‫تعداد‬ ‫با‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫جمل‬ ‫قد‬ ‫ق‬‫چن‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫ای‬ ‫قا‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قر‬ ‫ق‬‫براب‬ ‫قب‬ ‫ق‬‫ترتی‬ 3 ‫و‬ 2 ‫قم‬ ‫ق‬‫ه‬ .‫قد‬ ‫ق‬‫ش‬ ‫اده‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫اس‬ ‫قین‬ ‫ق‬‫چن‬ ‫به‬ ‫پی‬ ‫کردن‬ ‫آشکار‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫ت‬ ‫قدرت‬ ‫منظورافزایش‬ ‫ضعی‬ ‫های‬ ( ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫از‬ D1 ‫و‬ D2 ‫ساویهزکی‬ ‫الگوریهم‬ ‫برپایه‬ ) - ‫گوال‬ ‫با‬ ‫ی‬ ‫جمله‬ ‫چند‬ ‫درجه‬ ‫و‬ ‫همسایگی‬ ‫نقاه‬ ‫تعداد‬ ‫بقه‬ ‫ای‬ ‫ترتیقب‬ 3 ‫و‬ 2 ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫عقرض‬ ‫ماننقد‬ ‫پارامهرهقایی‬ ‫صحیح‬ ‫انهخاب‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫خکر‬ ‫به‬ ‫الزم‬ .‫شد‬ ‫جملقه‬ ‫چنقد‬ ‫درجقه‬ ‫و‬ ‫همسایگی‬ ‫نقاه‬ ‫تعداد‬ ،‫فیلهر‬ ‫ره‬ ‫پن‬ ‫بقه‬ ‫ای‬ ‫منظقور‬ ‫بقه‬ ‫سقیگنال‬ ‫نسنت‬ ‫افزایش‬ ‫نقویز‬ ‫اسقت‬ ‫برخقوردار‬ ‫بقاالیی‬ ‫اهمیقت‬ ‫از‬ ( , Jamshidi, Mohajerani, Jamshidi, Minaei, & Sharifi 2016 .) ‫مشه‬ ‫درجه‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫واقع‬ ‫در‬ ‫پی‬ ‫گیری‬ ‫پهن‬ ‫جذبی‬ ‫های‬ ‫تقر‬ ‫می‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫شوند‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫دلیل‬ ‫همین‬ D2 ‫به‬ ‫نسنت‬ D1 ‫کی‬ ‫ت‬ ‫قدرت‬ ‫از‬ 5- Inductive Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry 6- Multiplicative Scatter Correction 7- Standard Normal variate 8- Moving Average 9- Savitziky-Golay
  • 6. 124 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 ‫مشه‬ ‫اما‬ .‫است‬ ‫برخوردار‬ ‫بههری‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫همیشه‬ ‫باال‬ ‫درجه‬ ‫با‬ ‫گیری‬ ‫ید‬ ‫م‬ ‫مشه‬ ‫درجه‬ ‫رفهن‬ ‫باال‬ ‫با‬ ‫چراکه‬ ‫نیست‬ ‫نقویز‬ ‫بقه‬ ‫سقیگنال‬ ‫نسنت‬ ‫گیری‬ ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫می‬ ‫بین‬ ‫از‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫و‬ ‫یابد‬ ‫لذا‬ ،‫روند‬ ‫توصقیه‬ ‫معمقوال‬ ‫نمی‬ ‫مشه‬ ‫از‬ ‫شود‬ ‫درجه‬ ‫با‬ ‫گیری‬ 2 ( ‫شود‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫باال‬ ‫به‬ Jamshidi et al., 2015 ‫ق‬ ‫ق‬‫ایق‬ ‫در‬ .) ‫ن‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫ترکیق‬ ‫از‬ ‫قژوهش‬ ‫ق‬‫پق‬ ‫ب‬ ‫روش‬ ‫ق‬ ‫ق‬‫مخهلق‬ ‫قای‬ ‫ق‬‫هق‬ ‫پی‬ ‫ش‬ ‫پردازش‬ ‫به‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫صورت‬ ‫غی‬ ‫رمخرب‬ ‫بهره‬ ‫گی‬ ‫ر‬ ‫پیش‬ ‫برای‬ .‫شد‬ ‫ی‬ ‫داده‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫زیه‬ ‫ت‬ ‫و‬ ‫پردازش‬ ‫ها‬ ‫نرم‬ ‫از‬ ‫افقزار‬ Unscrambler X 14 (CAMO software, Norway) .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫شکل‬ 1 - ‫اندازه‬ ‫نحوه‬ ‫عناصر‬ ‫گیری‬ NPK ‫برگ‬ ‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫های‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ /‫ی‬/‫مر‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Fig.1. Workflow of measuring NPK nutrients in apple tree leaves using Vis/NIR spectroscopy ‫جدول‬ 1 - ‫داده‬ ‫مقدار‬ ‫به‬ ‫مربوه‬ ‫آماری‬ ‫های‬ NPK ‫نمونه‬ ‫برگ‬ ‫های‬ Table 1- Statistical data related to NPK value of leaf samples ‫نمونه‬ ‫واسنجی‬ ‫های‬ Calibration samples ‫نمونه‬ ‫اعتبارسنجی‬ ‫های‬ Validation samples ‫حداقل‬ Min ‫حداکثر‬ Max ‫میانگین‬ Mean ‫معیار‬ ‫انحراف‬ Standard deviation ‫حداقل‬ Min ‫حداکثر‬ Max ‫میانگین‬ Mean ‫معیار‬ ‫انحراف‬ Standard deviation 0.54 1.5 0.89 0.212 0.66 1.43 1.03 0.254 ‫نیهروژن‬ Nitrogen (%) 0.026 0.14 0.08 0.027 0.022 0.133 0.086 0.034 ‫ر‬ ‫فس‬ Phosphorus (%) 0.203 0.79 0.53 0.12 0.22 0.73 0.45 0.147 ‫پهاسیم‬ Potassium (%) ‫مدل‬ ‫سازی‬ PLS ‫به‬ ‫ویژگی‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫ارتناه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫منظور‬ ‫اندازه‬ ‫ی‬ ‫کی‬ ‫های‬ ‫گیری‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫و‬ ‫مقدل‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬ ‫رگرسقیون‬ ‫سقازی‬ ‫خطقی‬ ‫چنقدمهغیره‬ ( ‫قی‬/‫جز‬ ‫مربعات‬ ‫حداقل‬ PLS .‫شقد‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ) ‫قی‬/‫جز‬ ‫مربعقات‬ ‫حقداقل‬ ‫به‬ ‫عنوان‬ ‫مقدل‬ ‫یق‬ ‫قاد‬ ‫ای‬ ‫بقرای‬ ،‫خطقی‬ ‫نظقارت‬ ‫تحقت‬ ‫روش‬ ‫یق‬ ‫پیش‬ ‫اندازه‬ ‫برای‬ ‫بینی‬ ‫گیری‬ ‫دارد‬ ‫کقاربرد‬ ‫ّی‬‫م‬‫ک‬ ‫های‬ Daszykowski, ( Kumar, ; , 2007 Kaczmarek, Vander Heyden, & Walczak ) , 2014 Bansal, Sarma, & Rawal ‫حقذف‬ ‫و‬ ‫تقداخل‬ ،‫همپوشانی‬ . ‫به‬ ‫العات‬ ‫ا‬ ‫مقدل‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫با‬ ‫چشمگیری‬ ‫ور‬ ‫سقازی‬ PLS ‫کقاهش‬ ‫مقی‬ ‫یابقد‬ ( , Lafhal, Vanloot, Bombarda, Kister, & Dupuy 2016 .) ‫شقیمی‬ ‫روش‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫مزیت‬ ‫سقایر‬ ‫بقه‬ ‫نسقنت‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫روش‬ ‫است‬ ‫آن‬ ‫خوب‬ ‫عملکرد‬ ‫و‬ ‫سرعت‬ ،‫سادگی‬ ‫ها‬ ( Malegori et al., 2017 ) ‫به‬ ،‫رو‬ ‫این‬ ‫از‬ . ‫داده‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫ارتناه‬ ‫اد‬ ‫ای‬ ‫منظور‬ ‫و‬ ‫مرجقع‬ ‫های‬ ‫ی‬ ‫انقدازه‬ ‫های‬ ‫گیری‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫شقده‬ PLS ‫یق‬ .‫شقد‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫هقای‬ ‫اندازه‬ ‫گیری‬ ‫به‬ ‫شده‬ ‫مسقهقل‬ ‫مهغیرهقای‬ ‫عنوان‬ ( X ) ‫داده‬ ‫و‬ ‫مرجقع‬ ‫هقای‬ ‫به‬ ‫وابسهه‬ ‫مهغییر‬ ‫عنوان‬ ( Y ) .‫شقدند‬ ‫گرفهقه‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫مدل‬ ‫ورودی‬ ‫برای‬ ‫هم‬ ‫مدل‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مهقابل‬ ‫ی‬ ‫اعهنارسن‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫چنین‬ PLS ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫داده‬ ‫ابهدا‬ ‫تحقی‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫شد‬ ‫زیقه‬ ‫ت‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫پقرت‬ ‫هقای‬ ‫ه‬ ‫مول‬ ( ‫اصلی‬ ‫های‬ PCA ) ‫حذف‬ ‫و‬ ‫مشخص‬ ‫(شکل‬ ‫شدند‬ 2 ‫نمونه‬ .) ‫های‬ ‫باقی‬ ( ‫مانده‬ 72 ‫به‬ )‫نمونه‬ ( ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫دسقهه‬ ‫دو‬ ‫بقه‬ ‫تصقادفی‬ ‫صورت‬ 54 ( ‫آزمون‬ ‫و‬ )‫نمونه‬ 18 ‫به‬ )‫نمونه‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫مقدل‬ ‫توسقعه‬ ‫بقرای‬ ‫ترتیب‬ ‫پیش‬ .‫شدند‬ ‫تقسیم‬ ‫بینی‬
  • 7. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬ ‫ارز‬ ‫ی‬ ‫اب‬ ‫ی‬ ‫سر‬ ‫ی‬ ‫ع‬ ‫غ‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫رمخرب‬ ‫مقاد‬ ‫ی‬ ‫ر‬ NPK ‫س‬ ‫درخت‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫مبتن‬ ‫ی‬ ‫تجز‬ ‫بر‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫تحل‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫ل‬ ‫ط‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ 125 ‫شکل‬ 2 - ‫داده‬ ‫تشخیص‬ ‫زیه‬ ‫ت‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫با‬ ‫پرت‬ ‫های‬ ‫ه‬ ‫مول‬ ‫اصلی‬ ‫های‬ Fig.2. Detection of outlier data using PCA method ‫ا‬ ‫مدل‬ ‫رزیابی‬ ‫مدل‬ ‫های‬ ‫توسعه‬ ‫داده‬ ‫مربعقات‬ ‫میقانگین‬ ‫ریشقه‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫بقا‬ ‫شده‬ ‫ی‬ ‫واسققن‬ ‫خطققای‬ 1 ( RMSEC ) ، ‫ری‬ ‫شققه‬ ‫میقق‬ ‫انگ‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫خطققای‬ ‫مربعققات‬ ‫پی‬ ‫ش‬ ‫ب‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ی‬ 2 ( RMSEP ) ، ‫ضری‬ ‫ب‬ ‫هم‬ ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫بسقهگی‬ 3 ( c r ‫و‬ ) ‫ضقری‬ ‫ب‬ ‫هم‬ ‫پی‬ ‫بسهگی‬ ‫ش‬ ‫ب‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ی‬ 4 ( p r ‫شقدند‬ ‫ی‬ ‫اعهنارسن‬ ) Nicolai, Theron, ( ) , 2007 Lammertyn & ‫هم‬ . ‫مقدل‬ ‫توانقایی‬، ‫چنین‬ PLS ‫مققادیر‬ ‫بقا‬ ‫پیش‬ ‫انحراف‬ ‫نسنت‬ ‫بینی‬ 5 ( RPD ) ‫مقدار‬ .‫شد‬ ‫یده‬ ‫سن‬ RPD ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫داده‬ ‫معیقار‬ ‫انحقراف‬ ‫نسنت‬ ‫پیش‬ ‫خطقای‬ ‫بقه‬ ‫آزمایشقگاهی‬ ‫هقای‬ ‫بینقی‬ ‫به‬ ‫می‬ ‫دست‬ ‫باالی‬ ‫مقدار‬ ‫این‬ ‫اگر‬ .‫آید‬ 5 / 2 ‫به‬ ‫مقی‬ ‫نشان‬ ،‫آید‬ ‫دست‬ ‫دهقد‬ ‫پیشنهادشده‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫قابل‬ ‫عمکلرد‬ ‫دارد‬ ‫قنولی‬ ( Moncada, Martín, , 2013 Escuredo, Fischer, & Míguez .) ‫به‬ ‫الزم‬ ‫کقه‬ ‫اسقت‬ ‫خکقر‬ ‫به‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ ‫انههای‬ ‫و‬ ‫ابهدا‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ .‫شد‬ ‫حذف‬ ‫نویز‬ ‫داشهن‬ ‫دلیل‬ ،‫رو‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ 500 ‫تا‬ 1000 ‫مدل‬ ‫برای‬ ‫نانومهر‬ ‫گرفهقه‬ ‫نظقر‬ ‫در‬ ‫سازی‬ .‫شد‬ ‫نتایج‬ ‫و‬ ‫بحث‬ ‫داده‬ ‫های‬ ‫مرجع‬ ‫جدول‬ 1 ‫داده‬ ‫انحقراف‬ ‫و‬ ‫میقانگین‬ ،‫حقداکثر‬ ،‫(حقداقل‬ ‫آماری‬ ‫های‬ ‫مغقذی‬ ‫عناصقر‬ ‫مققادیر‬ )‫معیار‬ N ، P ‫و‬ K ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسقن‬ ‫دسقهه‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫داده‬ ‫حذف‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫آزمون‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫پرت‬ ‫های‬ ‫جقدول‬ ‫بقا‬ ‫مطقاب‬ .‫دهد‬ 1 1- Root Mean Square Error of Calibration 2- Root Mean Square Error of Prediction 3- Correlation Coefficient of Calibration 4- Correlation Coefficient of Prediction 5- Residual Predictive Deviation ‫عناصر‬ ‫میزان‬ NPK ‫به‬ ‫درصد‬ ‫برحسب‬ ‫کقه‬ ‫صقورت‬ ‫ایقن‬ ‫به‬ .‫آمد‬ ‫دست‬ ‫میزان‬ N ، P ‫و‬ K ‫محدوده‬ ‫در‬ ‫درصد‬ ‫برحسب‬ ‫هقای‬ 5 / 1 - 54 / 0 ، 14 / 0 - 026 / 0 ‫و‬ 79 / 0 - 203 / 0 ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫دسهه‬ ‫برای‬ 43 / 1 - 66 / 0 ، 133 / 0 - 022 / 0 ‫و‬ 73 / 0 - 22 / 0 ‫نمونه‬ ‫تنوع‬ ‫بیانگر‬ ‫که‬ ‫بودند‬ ‫آزمون‬ ‫گروه‬ ‫برای‬ ‫ها‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫مقادیر‬ ‫نظر‬ ‫از‬ .‫دهند‬ ‫طیف‬ ‫تفسیر‬ ‫ها‬ ‫هرگونققه‬ ‫از‬ ‫قنققل‬ ‫یقق‬ ‫کققل‬ ‫از‬ ‫بخققش‬ ‫دو‬ ‫تحلیققل‬ ‫و‬ ‫زیققه‬ ‫ت‬ ‫به‬ ‫دست‬ ‫به‬ ،‫آمده‬ ‫محقدوده‬ ‫در‬ ‫نقویز‬ ‫حقذف‬ ‫منظور‬ 500 - 340 ‫و‬ ‫نقانومهر‬ 1170-1000 ‫ی‬ .‫شدند‬ ‫حذف‬ ‫نانومهر‬ ‫نمونه‬ ‫اولیه‬ ‫خام‬ ‫های‬ ‫برگ‬ ‫های‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫محدوده‬ ‫در‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ 500 ‫تا‬ 1000 ‫شکل‬ ‫در‬ ‫نانومهر‬ 3 ‫نشان‬ ‫ی‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫های‬ NIR ‫ترکیب‬ ‫به‬ ‫آلقی‬ ‫های‬ ‫از‬ ‫شقده‬ ‫تشقکیل‬ ‫قد‬ ‫ق‬‫پیون‬ ‫قولی‬ ‫ق‬‫مولک‬ ‫قای‬ ‫ق‬‫ه‬ C-H ، O-H ‫و‬ N-H ‫قد‬ ‫ق‬‫جام‬ ‫قواد‬ ‫ق‬‫م‬ ،‫آب‬ ‫در‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫ک‬ ‫قابل‬ ‫مقی‬ ‫نشقان‬ ‫واکقنش‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫ساکاروز‬ ‫و‬ ‫حل‬ ‫سقیر‬ ‫ت‬ ‫لقذا‬ .‫دهنقد‬ ‫ی‬ ‫به‬ ‫ها‬ ‫اورتقون‬ ‫شناسقایی‬ ‫براسقاس‬ ‫سقاخهاری‬ ‫مطالعقه‬ ‫منظور‬ ‫و‬ ‫هقا‬ ‫جذب‬ ‫گقروه‬ ‫ترکینقی‬ ‫های‬ ( ‫عقاملی‬ ‫هقای‬ C-H ، O-H ‫و‬ N-H ‫قام‬ ‫ان‬ ) ‫می‬ .‫شود‬ ‫شکل‬ ‫با‬ ‫مطاب‬ 3 ‫کلروفیقل‬ ‫بقه‬ ‫مربقوه‬ ‫پی‬ ‫ی‬ a ‫محقدوده‬ ‫در‬ 590 ‫می‬ ‫مشاهده‬ ‫نانومهر‬ ‫همان‬ .‫شود‬ ‫می‬ ‫دیده‬ ‫که‬ ‫ور‬ ‫قراف‬ ‫ا‬ ‫در‬ ‫شقود‬ ‫موج‬ ‫ول‬ 680 ‫جقذب‬ ‫به‬ ‫مربوه‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫قوی‬ ‫پی‬ ‫ی‬ ‫نانومهر‬ ‫نوع‬ ‫کلروفیل‬ a ‫مطالعه‬ ‫در‬ .‫است‬ ‫توسقط‬ ‫که‬ ‫ای‬ (Rahi et al., 2020) ‫ا‬ ‫نشان‬ ‫شد‬ ‫ام‬ ‫ن‬ ‫پی‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫محدوده‬ ‫های‬ 640 ‫تا‬ 707 ‫مربقوه‬ ‫نانومهر‬ ‫یق‬ ‫قی‬/‫مر‬ ‫ناحیه‬ ‫پی‬ ‫از‬ ‫بعد‬ .‫بود‬ ‫کاهو‬ ‫در‬ ‫کلروفیل‬ ‫جذب‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬ ‫می‬ ‫رک‬ ‫جذب‬ ‫در‬ ‫کاهشی‬ ‫تند‬ ‫شیب‬ ‫یق‬ ‫وارد‬ ‫بعقد‬ ‫مرحلقه‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ ‫ناحیه‬ ‫در‬ .‫شود‬ 950 ‫نسقنها‬ ‫پیق‬ ‫یق‬ ‫نیز‬ ‫نانومهر‬ ‫می‬ ‫دیده‬ ‫ی‬ ‫ضعی‬ ‫می‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫مربق‬ ‫تواند‬ ‫ایقن‬ ‫در‬ ‫گلقوکز‬ ‫کقاهش‬ ‫بقه‬ ‫وه‬
  • 8. 126 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 ‫باشقد‬ ‫ناحیه‬ Novales, López, Sánchez, García, - Fernández ( ) 3 , 199 Osborne, Fearn, & Hindle ; , 2008 & Morales . ‫امقا‬ ‫موج‬ ‫ول‬ ‫راف‬ ‫ا‬ ‫در‬ ‫نزدی‬ ‫فروسرک‬ ‫ناحیه‬ ‫در‬ 990 ‫نیقز‬ ‫بعد‬ ‫به‬ ‫نانومهر‬ ‫ی‬ ‫می‬ ‫احهماال‬ ‫امر‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫ی‬ ‫تدری‬ ‫افزایش‬ ‫بقه‬ ‫تواند‬ ‫دلیقل‬ ‫اورتون‬ ‫وجود‬ ‫پیوند‬ ‫دوم‬ ‫های‬ O-H ‫و‬ N-H .‫باشد‬ ‫پیق‬ ‫ایقن‬ ‫واققع‬ ‫در‬ ‫کربوهیقدرات‬ ‫و‬ ‫آب‬ ‫جذب‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫بیشهر‬ ‫اسقت‬ ‫هقا‬ Chen, Zhang, ( Kawano, Watanabe, & ; , 2010 Miao, & Asakura ) , 1992 Iwamoto ‫برگ‬ ‫در‬ ‫تغییرات‬ ‫این‬ ‫وجود‬ . ‫سقیب‬ ‫درخهقان‬ ‫هقای‬ ‫می‬ ‫نور‬ ‫جذب‬ ‫مقدار‬ ‫در‬ ‫تغییرات‬ ‫به‬ ‫ر‬ ‫من‬ .‫شود‬ ( ‫الف‬ ) a ( )‫ب‬ b ‫شکل‬ 3 - ‫نمونه‬ ‫از‬ ‫اولیه‬ ‫خام‬ ‫ی‬ ‫و‬ ‫ابهدا‬ ‫حذف‬ ‫از‬ ‫قنل‬ ) ‫ال‬ ،‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫های‬ ‫انهها‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫ها‬ ‫حذف‬ ‫از‬ ‫بعد‬ )‫ب‬ ‫و‬ ‫انههای‬ ‫و‬ ‫ابهدا‬ ‫ی‬ ‫ها‬ Fig.3. The initial raw spectra of apple tree leaf samples a) before and b) after removing the beginning and end of the spectra ‫پیش‬ ‫طیف‬ ‫پردازش‬ ‫ها‬ ‫نمونه‬ ‫خام‬ ‫ی‬ ‫پیش‬ ‫از‬ ‫پب‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫های‬ ‫بقا‬ ‫پردازش‬ 8 ‫شقققققامل‬ ‫مخهلققققق‬ ‫روش‬ SNV ، MSC ، D1 ، D2 ، SNV+D1 ، SNV+D2 ، MSC+D1 ‫و‬ MSC+D2 ‫شکل‬ ‫در‬ 4 .‫اسقت‬ ‫داده‬ ‫نشان‬ ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫ابهدا‬ ‫در‬ ‫پردازش‬ MSC ‫و‬ SNV ‫اثقرات‬ ‫حقذف‬ ‫بقرای‬ ‫ی‬ ‫فیزیکی‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫با‬ .‫شد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫ها‬ ‫پقیش‬ ‫هقای‬ ‫پقردازش‬ ‫الگوریهم‬ ‫برپایه‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ SG ‫ی‬ ‫وضوح‬ ‫و‬ ‫شقده‬ ‫تقویقت‬ ‫هقا‬ ‫پی‬ ‫قی‬ ‫ی‬ ‫ناحیقه‬ ‫در‬ ‫ضعی‬ ‫و‬ ‫پهن‬ ‫جذبی‬ ‫های‬ 500 - 1000 ‫نقانومهر‬ .‫شدند‬ ‫نمایان‬ ‫مدل‬ ‫نتایج‬ ‫سازی‬ ‫مدل‬ PLS ‫نیتروژن‬ ‫مقدار‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مطاب‬ ‫جدول‬ ‫با‬ 2 ‫مقادیر‬ RMSEP ‫و‬ p r ‫داده‬ ‫بقرای‬ ‫بقدون‬ ‫هقای‬ ‫پیش‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قردازش‬ ‫ق‬‫پ‬ ‫قب‬ ‫ق‬‫ترتی‬ 128 / 0 ‫و‬ ‫قد‬ ‫ق‬‫درص‬ 71 / 0 ‫قه‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قا‬ ‫ق‬‫ب‬ .‫قد‬ ‫ق‬‫آم‬ ‫قت‬ ‫ق‬‫دس‬ ‫پیش‬ ‫داده‬ ‫پردازش‬ ‫مدل‬ ‫دقت‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬ ‫پیش‬ ‫های‬ ‫بینقی‬ ‫پیقدا‬ ‫افقزایش‬ ‫مقادیر‬ .‫کرد‬ p r ‫روش‬ ‫برای‬ ‫پیش‬ ‫های‬ ‫پردازش‬ SNV ‫به‬ ‫ترتیب‬ 101 / 0 ‫و‬ 795 / 0 ‫روش‬ ‫برای‬ ‫و‬ MSC ‫به‬ ‫ترتیب‬ 076 / 0 ‫و‬ 89 / 0 ‫به‬ ‫کقه‬ ‫آمد‬ ‫دست‬ ‫داده‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫پقیش‬ ‫بقدون‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬ ‫چشقمگیری‬ ‫افقزایش‬ ‫پقردازش‬ ‫جدول‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫داشت‬ 2 ‫پیش‬ ‫نهایج‬ ‫مدل‬ ‫بینی‬ PLS ‫مشقه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫مقادیر‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ RMSEP ‫و‬ p r ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫به‬ ‫دوم‬ ‫روش‬ ‫از‬ ‫بیشهر‬ ‫و‬ ‫کمهر‬ ‫ترتیب‬ ‫های‬ SNV ‫و‬ MSC ‫درنهایت‬ .‫بود‬ ‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫با‬ ‫های‬ SNV ‫و‬ MSC ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫با‬ ‫به‬ ‫به‬ ،‫آمد‬ ‫دست‬ ‫وری‬ ‫مدل‬ ‫که‬ PLS ‫روش‬ ‫براساس‬ ‫توانست‬ ‫پیشنهادی‬ ‫پیش‬ ‫پردازش‬ SNV+D2 ‫بقا‬ ‫مققادیر‬ 034 / 0 = RMSEP ‫و‬ 978 / 0 = p r ‫به‬ ‫مققادیر‬ .‫باشقد‬ ‫داشقهه‬ ‫را‬ ‫عملکقرد‬ ‫بههرین‬ ‫دسقت‬ ‫نسقنت‬ ‫بقرای‬ ‫آمده‬ ‫پیش‬ ‫انحراف‬ ‫در‬ ‫بینی‬ ‫بقین‬ ‫تحقی‬ ‫این‬ 1.98< RPD <7.47 ‫بو‬ ‫د‬ .‫نقد‬ ‫همان‬ ‫پیش‬ ‫که‬ ‫ور‬ ‫مقدار‬ ‫کمهرین‬ ‫شد‬ ‫بینی‬ RPD ‫داده‬ ‫برای‬ ‫بدون‬ ‫های‬ ‫پیش‬ ( ‫پردازش‬ 98 / 1 ‫به‬ ) ‫بزرگهقرین‬ ،‫دیگقر‬ ‫قرف‬ ‫از‬ .‫آمقد‬ ‫دست‬ RPD ‫مدل‬ ‫برای‬ PLS ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫برپایه‬ ‫پردازش‬ SNV+D2 ‫مقدار‬ ‫با‬ 47 / 7 ‫به‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫عالی‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫آمد‬ ‫دست‬ ‫شده‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫نیهروژن‬ .‫دهد‬ ‫مدل‬ PLS ‫فسفر‬ ‫مقدار‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫جققدول‬ ‫در‬ 3 ‫مقققادیر‬ RMSEP ‫و‬ p r ‫داده‬ ‫بققرای‬ ‫بققدون‬ ‫هققای‬ ‫پیش‬ ‫به‬ ‫پردازش‬ ‫ترتیب‬ 018 / 0 ‫و‬ ‫درصد‬ 685 / 0 ‫بقرای‬ ‫مقادیر‬ ‫این‬ .‫است‬ ‫روش‬ ‫پیش‬ ‫های‬ ‫پقردازش‬ SNV ‫بقه‬ ‫ترتیقب‬ 015 / 0 ‫و‬ ‫درصقد‬ 712 / 0 ‫و‬ ‫روش‬ ‫برای‬ MSC ‫به‬ ‫ترتیب‬ 013 / 0 ‫و‬ ‫درصد‬ 783 / 0 ‫به‬ ‫کقه‬ ‫آمد‬ ‫دست‬ ‫داده‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫پیش‬ ‫بدون‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫های‬ ‫مطاب‬ .‫بود‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫پردازش‬ ‫جدول‬ ‫با‬ 3 ‫مدل‬ PLS ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫روش‬ ‫پیش‬ ‫های‬ ‫پقردازش‬ SNV ‫و‬ MSC ‫مقدل‬ .‫داشقت‬ PLS ‫برپایقه‬ ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫پردازش‬ D2 ‫با‬ 948 / 0 = p r ‫بقه‬ ‫نسقنت‬ ‫بههری‬ ‫عملکرد‬ D1 .‫داشت‬
  • 9. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬ ‫ارز‬ ‫ی‬ ‫اب‬ ‫ی‬ ‫سر‬ ‫ی‬ ‫ع‬ ‫غ‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫رمخرب‬ ‫مقاد‬ ‫ی‬ ‫ر‬ NPK ‫س‬ ‫درخت‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫مبتن‬ ‫ی‬ ‫تجز‬ ‫بر‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫تحل‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫ل‬ ‫ط‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ 127 ‫شکل‬ 4 - ‫ی‬ ‫جذبی‬ ‫های‬ NIR ‫برگ‬ ‫پردازش‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫های‬ ‫روش‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬ ) ‫ال‬ ‫پردازش‬ SNV )‫ب‬ ، MSC )‫ج‬ ، D1 )‫د‬ ، D2 ، )‫ه‬ SNV+D1 ، ‫و‬ ) SNV+D2 ، ‫ز‬ ) MSC+D1 ، ‫ح‬ ) MSC+D2 Fig.4. The NIR absorption spectra of apple tree leaves using different pre-processing methods: a) SNV, b) MSC, c) D1, d) D2, e) SNV+D1, f) SNV+D2, g) MSC+D1, and h) MSC+D2 ) ‫(ال‬ a )‫(ب‬ b )‫(ج‬ c )‫(د‬ d )‫(ه‬ e ( ‫و‬ ) f ( ‫ز‬ ) g ( ‫ح‬ ) h
  • 10. 128 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 ‫جدول‬ 2 - ‫پیش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫نهایج‬ ‫مدل‬ ‫بینی‬ ‫های‬ PLS ‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬ ‫پردازش‬ ‫نیهروژن‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ Table 2- The results of calibration and prediction of PLS models based on the combination of different pre-processing methods for nitrogen estimation ‫انحراف‬ ‫نسبت‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ RPD ‫هم‬ ‫ضریب‬ ‫بستگی‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ rp ‫مربعات‬ ‫میانگین‬ ‫ریشه‬ ‫پ‬ ‫خطا‬ ‫یش‬ ‫بینی‬ RMSEP (%) ‫هم‬ ‫ضریب‬ ‫بستگی‬ ‫واسنجی‬ rc ‫ری‬ ‫شه‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫انگ‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫مربعات‬ ‫خطا‬ ‫واسنج‬ ‫ی‬ RMSEC (%) ‫مولفه‬ ‫های‬ ‫اصلی‬ LVs ‫پیش‬ ‫پردازش‬ Pre- processing 1.98 0.710 0.128 0.808 0.106 14 With no pre- processing 2.51 0.795 0.101 0.878 0.082 11 SNV 3.34 0.890 0.076 0.933 0.060 12 MSC 3.91 0.926 0.064 0.962 0.045 10 D1 6.86 0.974 0.037 0.986 0.028 11 D2 6.2 0.972 0.041 0.983 0.030 9 SNV+D1 7.47 0.978 0.034 0.988 0.028 6 SNV+D2 3.4 0.970 0.044 0.983 0.032 10 MSC+D1 5.7 0.967 0.046 0.976 0.035 8 MSC+D2 ‫مدل‬ ‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫با‬ ‫پیشنهادشده‬ ‫خطی‬ ‫های‬ ‫پقیش‬ ‫هقای‬ ‫پردازشقی‬ SNV ‫و‬ MSC ‫قابل‬ ‫نهایج‬ ‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫با‬ ‫مقدل‬ ‫دو‬ .‫داشت‬ ‫قنولی‬ PLS ‫ه‬/‫ارا‬ ‫روش‬ ‫براسققاس‬ ‫شققده‬ ‫پققیش‬ ‫هققای‬ ‫پققردازش‬ MSC+D2 ‫و‬ SNV+D2 ‫مدل‬ ‫سایر‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫به‬ ‫داشهند‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫ها‬ ‫وری‬ ‫کقه‬ ‫مقادیر‬ ‫مقایسه‬ ‫با‬ RPD ‫روش‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ MSC+D2 ‫مققدار‬ ‫بقا‬ 96 / 5 RPD= ‫بقه‬ ‫مققادیر‬ .‫دارد‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫بههرین‬ ‫دسقت‬ ‫آمد‬ ‫ه‬ RPD ‫در‬ ‫پیش‬ ‫برای‬ ‫تحقی‬ ‫این‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫بینی‬ ‫بین‬ 1.87< RPD <5.96 ‫به‬ ‫دسقت‬ .‫آمد‬ ‫مقدار‬ ‫کمهرین‬ RPD ‫داده‬ ‫برای‬ ‫پقیش‬ ‫بدون‬ ‫های‬ ‫پقردازش‬ ( 87 / 1 ) ‫به‬ ‫دست‬ ‫بزرگ‬ .‫آمد‬ ‫مقدار‬ ‫ترین‬ RPD ‫مدل‬ ‫برای‬ ‫نیز‬ PLS ‫روش‬ ‫برپایه‬ ‫پیش‬ ‫پردازش‬ MSC+D2 ‫مقدار‬ ‫با‬ 96 / 5 ‫به‬ ‫عالی‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫آمد‬ ‫دست‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫تدوین‬ ‫را‬ ‫سقیب‬ ‫درخهقان‬ ‫برگ‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫می‬ ‫نشان‬ .‫دهد‬ ‫جدول‬ 3 - ‫پیش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫نهایج‬ ‫مدل‬ ‫بینی‬ ‫های‬ PLS ‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫پردازش‬ ‫پیش‬ ‫مخهل‬ ‫های‬ Table 3- The results of calibration and prediction of PLS models based on the combination of different pre-processing methods for phosphorus estimation ‫انحراف‬ ‫نسبت‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ RPD ‫هم‬ ‫ضریب‬ ‫بستگی‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ rp ‫مربعات‬ ‫میانگین‬ ‫ریشه‬ ‫پ‬ ‫خطا‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ RMSEP (%) ‫ضریب‬ ‫هم‬ ‫بستگی‬ ‫واسنجی‬ rc ‫ر‬ ‫ی‬ ‫شه‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫انگ‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫مربعات‬ ‫خطا‬ ‫واسنج‬ ‫ی‬ RMSEC (%) ‫مولفه‬ ‫های‬ ‫اصلی‬ LVs ‫پیش‬ ‫پردازش‬ processing - Pre 1.87 0.685 0.018 0.774 0.013 15 With no pre- processing 2.24 0.712 0.015 0.821 0.012 13 SNV 2.83 0.783 0.013 0.862 0.010 11 MSC 4.23 0.886 0.0081 0.919 0.0074 10 D1 5.36 0.948 0.0064 0.959 0.0057 12 D2 4.77 0.937 0.0072 0.962 0.0055 9 SNV+D1 4.93 0.961 0.0069 0.972 0.0061 10 SNV+D2 4.86 0.935 0.0070 0.961 0.0050 11 MSC+D1 5.96 0.958 0.0057 0.967 0.0051 9 MSC+D2 ‫مدل‬ PLS ‫پتاسیم‬ ‫مقدار‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫جدول‬ ‫با‬ ‫مطاب‬ 4 ‫مقادیر‬ RMSEP ‫و‬ p r ‫مدل‬ ‫برای‬ PLS ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫داده‬ ‫پیش‬ ‫بدون‬ ‫های‬ ‫به‬ ‫پردازش‬ ‫ترتیب‬ 063 / 0 ‫و‬ ‫درصد‬ 746 / 0 ‫به‬ ‫دست‬ .‫قد‬ ‫ق‬‫آم‬ ‫قادیر‬ ‫ق‬‫مق‬ RMSEP ‫و‬ p r ‫قدل‬ ‫ق‬‫م‬ ‫قرای‬ ‫ق‬‫ب‬ PLS ‫روش‬ ‫دو‬ ‫قاس‬ ‫ق‬‫اس‬ ‫قر‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫پیش‬ ‫پققردازش‬ SNV ‫و‬ MSC ‫بققه‬ ‫ترتیققب‬ 061 / 0 ‫و‬ ‫درصققد‬ 768 / 0 ‫و‬ 058 / 0 ‫و‬ ‫درصد‬ 794 / 0 ‫به‬ ‫این‬ ‫بقه‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫آمد‬ ‫دست‬ ‫مققادیر‬ ‫کقه‬ p r ‫دو‬ ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫اشاره‬ ‫پردازش‬ ‫مقایسقه‬ ‫بقا‬ ‫امقا‬ ‫بقود‬ ‫یکدیگر‬ ‫به‬ ‫نزدی‬ ‫شده‬ ‫مقادیر‬ RPD ‫مقدل‬ ‫کقه‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ PLS ‫پایقه‬ ‫بقر‬ MSC ‫عملکقرد‬ ‫عددی‬ ‫مقدار‬ .‫داشت‬ ‫بههری‬ RPD ‫مدل‬ ‫برای‬ PLS ‫پایه‬ ‫بر‬ D2 ‫باالی‬ 6 ‫به‬ ‫پهاسیم‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫را‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫عالی‬ ‫توانایی‬ ‫که‬ ‫آمد‬ ‫دست‬ ‫مقدار‬ ‫مدل‬ ‫بالعکب‬ .‫داد‬ ‫نشان‬ RPD ‫به‬ ‫دست‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫برای‬ ‫آمده‬ ‫شقده‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫خطی‬ D1 ‫پهاسقیم‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫مدل‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬
  • 11. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬ ‫ارز‬ ‫ی‬ ‫اب‬ ‫ی‬ ‫سر‬ ‫ی‬ ‫ع‬ ‫غ‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫رمخرب‬ ‫مقاد‬ ‫ی‬ ‫ر‬ NPK ‫س‬ ‫درخت‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫مبتن‬ ‫ی‬ ‫تجز‬ ‫بر‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫تحل‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫ل‬ ‫ط‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ 129 .‫نیست‬ ‫مناسب‬ ‫سیب‬ ‫درخت‬ ‫برگ‬ ‫قدل‬ ‫ق‬‫م‬ PLS ‫قیش‬ ‫ق‬‫پ‬ ‫روش‬ ‫قاس‬ ‫ق‬‫براس‬ ‫قت‬ ‫ق‬‫توانس‬ ‫قنهادی‬ ‫ق‬‫پیش‬ ‫قردازش‬ ‫ق‬‫پ‬ SC+D2 M ‫مققققادیر‬ ‫بقققا‬ 021 / 0 = RMSEP ‫و‬ 976 / 0 = p r ‫بههقققرین‬ ‫روش‬ ‫بین‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫پیش‬ ‫های‬ ‫پهاسیم‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫پردازشی‬ ‫مقادیر‬ .‫باشد‬ ‫داشهه‬ RPD ‫به‬ ‫در‬ ‫پهاسیم‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫آمده‬ ‫دست‬ ‫بین‬ ‫پژوهش‬ ‫این‬ 2.19< RPD <7.10 .‫بود‬ ‫همان‬ ‫شقد‬ ‫اشقاره‬ ‫که‬ ‫ور‬ ‫مقدار‬ ‫کمهرین‬ RPD ‫برای‬ ‫مدل‬ PLS ‫به‬ ‫اول‬ ‫مشه‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ .‫آمد‬ ‫دست‬ ‫بزرگ‬ ،‫قر‬ ‫ق‬‫دیگ‬ ‫قوی‬ ‫ق‬‫س‬ ‫از‬ ‫قرین‬ ‫ق‬‫ت‬ RPD ‫قدل‬ ‫ق‬‫م‬ ‫قرای‬ ‫ق‬‫ب‬ PLS ‫روش‬ ‫قه‬ ‫ق‬‫برپای‬ ‫پیش‬ ‫پردازش‬ MSC+D2 ‫مقدار‬ ‫با‬ 10 / 7 ‫به‬ .‫آمد‬ ‫دست‬ ‫جدول‬ 4 - ‫پیش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫واسن‬ ‫نهایج‬ ‫مدل‬ ‫بینی‬ ‫های‬ PLS ‫روش‬ ‫ترکیب‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫مخهل‬ ‫های‬ ‫پیش‬ ‫پهاسیم‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫پردازش‬ Table 4- The results of calibration and prediction of PLS models based on the combination of different pre-processing methods for potassium estimation ‫انحراف‬ ‫نسبت‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ RPD ‫هم‬ ‫ضریب‬ ‫بستگی‬ ‫پیش‬ ‫بینی‬ rp ‫میانگین‬ ‫ریشه‬ ‫پیش‬ ‫خطا‬ ‫مربعات‬ - ‫بینی‬ RMSEP (%) ‫ضریب‬ ‫هم‬ ‫بستگی‬ ‫واسنجی‬ rc ‫ری‬ ‫شه‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫انگ‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫مربعات‬ ‫خطا‬ ‫واسنج‬ ‫ی‬ RMSEC (%) ‫مولفه‬ ‫های‬ ‫اصلی‬ LVs ‫پیش‬ ‫پردازش‬ processing - Pre 2.27 0.746 0.063 0.827 0.054 15 With no pre- processing 2.41 0.768 0.061 0.856 0.043 12 SNV 2.53 0.794 0.058 0.867 0.046 10 MSC 2.19 0.751 0.067 0.837 0.053 12 D1 6.01 0.965 0.029 0.974 0.024 11 D2 5.25 0.951 0.028 0.970 0.022 11 SNV+D1 6.17 0.972 0.024 0.981 0.019 10 SNV+D2 5.44 0.954 0.027 0.972 0.022 10 MSC+D1 7.10 0.976 0.021 0.984 0.017 11 MSC+D2 ‫شکل‬ 5 ‫پقارامهر‬ ‫بقه‬ ‫مربوه‬ ‫مقادیر‬ RPD ‫مقدل‬ ‫بقرای‬ ‫هقای‬ PLS ‫ه‬/‫ارا‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫شده‬ ‫مقادیر‬ ‫مقایسه‬ ‫با‬ .‫دهد‬ RPD ‫عنصر‬ ‫سه‬ ‫هر‬ ‫برای‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ PLS ‫پیش‬ ‫روش‬ ‫بر‬ ‫منهنی‬ ‫پردازش‬ SNV+D2 ‫مدل‬ ‫سایر‬ ‫بین‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫بههرین‬ ‫نیهروزن‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ .‫داشقت‬ ‫هقا‬ ‫هم‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫چنین‬ ‫داده‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫شده‬ ‫پقیش‬ ‫بقدون‬ ‫هقای‬ ‫بقرای‬ ‫پقردازش‬ ‫مقدار‬ ‫کمهرین‬ ‫با‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫ارزیابی‬ RPD ‫بقرای‬ ‫مقدل‬ ‫ایقن‬ ‫کقه‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫هم‬ .‫نیست‬ ‫مناسب‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫نهایج‬ ‫چنین‬ ‫به‬ ‫دست‬ ‫نش‬ ‫آمده‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫دادند‬ ‫ان‬ ‫روش‬ ‫پایقه‬ ‫بقر‬ ‫شده‬ MSC+D2 ‫قه‬/‫ارا‬ ‫سقیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫شقده‬ ‫به‬ ‫بود‬ ‫مققادیر‬ ‫داشقهن‬ ‫بقا‬ ‫ترتیب‬ 96 / 5 RPD= ‫و‬ 1 / 7 RPD= ‫عملکقرد‬ .‫داشهند‬ ‫عالی‬ ‫به‬ ‫نهایج‬ ‫مقایسه‬ ‫با‬ ‫دست‬ ‫مقدل‬ ‫بقین‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ ‫آمده‬ ‫هقای‬ PLS ‫ه‬/‫ارا‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫شده‬ NPK ،‫سقیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫مدل‬ PLS ‫روش‬ ‫پایه‬ ‫بر‬ ‫پیش‬ ‫های‬ ‫پردازش‬ SNV+D2 ‫و‬ MSC+D2 ‫به‬ ‫که‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫شدند‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫ترتیب‬ ‫مدل‬ ‫سایر‬ ‫شکل‬ .‫داشهند‬ ‫را‬ ‫عملکرد‬ ‫بههرین‬ ‫ها‬ 6 ‫پیش‬ ‫نهایج‬ ‫میزان‬ ‫بینی‬ ‫عناصر‬ N ، K ‫و‬ P ‫بههر‬ ‫برحسب‬ ‫توسعه‬ ‫رگرسقیون‬ ‫مدل‬ ‫ین‬ ‫داده‬ ‫را‬ ‫شقده‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫پیش‬ ‫نهایج‬ .‫دهد‬ ‫دو‬ ‫بقه‬ ‫نسقنت‬ ‫نیهقروژن‬ ‫عنصقر‬ ‫میقزان‬ ‫بینی‬ ‫می‬ ‫امر‬ ‫این‬ .‫بود‬ ‫بههر‬ ‫پهاسیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫عنصر‬ ‫به‬ ‫تواند‬ ‫بقاالی‬ ‫غلظت‬ ‫دلیل‬ .‫باشد‬ ‫برگ‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫دیگر‬ ‫عنصر‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫نیهروژن‬ ‫عنصر‬ ‫به‬ ‫نهایج‬ ‫دست‬ ‫پقیش‬ ‫در‬ ‫پقژوهش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫آمده‬ ‫میقزان‬ ‫بینقی‬ ‫عناصقر‬ NPK ‫بقه‬ ‫کقه‬ ‫است‬ ‫پژوهشی‬ ‫نهایج‬ ‫از‬ ‫بههر‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ ‫منظقور‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ NPK ‫برگ‬ ‫مدل‬ ‫توسط‬ ‫نیشکر‬ ‫های‬ PLS ‫ام‬ ‫ان‬ ( ‫شد‬ 2019 et al., Wang ‫مطالعه‬ ‫در‬ .) ( ،‫دیگر‬ ‫ای‬ et al., Menesatti 2010 ‫قر‬ ‫ق‬‫عناص‬ ‫قزان‬ ‫ق‬‫می‬ ) ‫قه‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫را‬ ‫قال‬ ‫ق‬‫پرتق‬ ‫قان‬ ‫ق‬‫درخه‬ ‫قرگ‬ ‫ق‬‫ب‬ ‫قذی‬ ‫ق‬‫مغ‬ ‫قورت‬ ‫ق‬‫ص‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫تل‬ ‫با‬ ‫غیرمخرب‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫شیمی‬ ‫های‬ ‫تشقخیص‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫مدل‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫نهایج‬ .‫دادند‬ ‫قه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫سازی‬ ‫توسقط‬ ‫شقده‬ ‫آن‬ ‫بقه‬ ‫را‬ ‫پهاسقیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فسق‬ ،‫نیهروژن‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫توانست‬ ‫ها‬ ‫بقا‬ ‫ترتیب‬ 82 / 0 ، 18 / 0 ‫و‬ 98 / 0 ‫پیش‬ ‫هم‬ .‫نماید‬ ‫بینی‬ ‫محق‬ ،‫چنین‬ ‫با‬ ‫تحقیقی‬ ‫در‬ ‫قان‬ ‫ی‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫داده‬ ‫و‬ ‫مرتقع‬ ‫گیاهقان‬ ‫از‬ ‫بازتقابی‬ ‫های‬ ‫از‬ ‫حاصقل‬ ‫هقای‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ،‫آزمایشگاهی‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫زیه‬ ‫ت‬ NPK ‫را‬ ‫گیاهقان‬ ‫ایقن‬ ‫در‬ ‫به‬ ‫نهایج‬ .‫کردند‬ ‫ارزیابی‬ ‫دست‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫مدل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫آمده‬ ‫توسقط‬ ‫شقده‬ ‫آن‬ ‫بقه‬ ‫را‬ ‫پهاسقیم‬ ‫و‬ ‫ر‬ ‫فسق‬ ،‫نیهروژن‬ ‫میزان‬ ‫بود‬ ‫قادر‬ ‫ها‬ ‫ترتیب‬ ‫بقا‬ 85 / 0 ، 43 / 0 ‫و‬ 84 / 0 ‫پقیش‬ ( ‫نمایقد‬ ‫بینقی‬ Özyiğit & Bilgen, 2013 ‫بقا‬ .) ‫مدل‬ ‫که‬ ‫شد‬ ‫مشخص‬ ‫نهایج‬ ‫مقایسه‬ PLS ‫ه‬/‫ارا‬ ‫پقژوهش‬ ‫ایقن‬ ‫در‬ ‫شقده‬ ‫میزان‬ ‫توانست‬ ‫و‬ ‫داشت‬ ‫دیگر‬ ‫محققین‬ ‫مطالعات‬ ‫به‬ ‫نسنت‬ ‫بههری‬ ‫نهایج‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ NPK ‫پیش‬ ‫بیشهری‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫ع‬ .‫کند‬ ‫بینی‬ ،‫ایقن‬ ‫بر‬ ‫الوه‬ ‫پیش‬ ‫پایین‬ ‫دقت‬ ‫اشاره‬ ‫تحقیقات‬ ‫در‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫عنصر‬ ‫میزان‬ ‫بینی‬ ‫کقم‬ ،‫شقده‬ ‫توجقه‬ ،‫رو‬ ‫این‬ ‫از‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫گزارش‬ ‫برگ‬ ‫در‬ ‫ر‬ ‫فس‬ ‫غلظت‬ ‫میزان‬ ‫بودن‬ ‫نمونه‬ ‫زمان‬ ‫به‬ ‫مدل‬ ‫بحث‬ ‫در‬ ‫باالیی‬ ‫اهمیت‬ ‫از‬ ‫برداری‬ ‫محسقوب‬ ‫سقازی‬ ‫می‬ ‫نمونه‬ .‫شود‬ ‫از‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫و‬ ‫رشقد‬ ‫دوره‬ ‫قول‬ ‫مناسب‬ ‫زمان‬ ‫در‬ ‫برداری‬ ‫برگ‬ ‫می‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬ ‫جوان‬ ‫و‬ ‫تازه‬ ‫های‬ ‫پقیش‬ ‫در‬ ‫توانقد‬ ‫میقزان‬ ‫بینقی‬
  • 12. 130 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 .‫باشد‬ ‫تاثیرگذار‬ ‫عناصر‬ ‫به‬ ‫نهابج‬ ‫مشاهده‬ ‫با‬ ‫دست‬ ‫می‬ ‫آمده‬ ‫کقه‬ ‫رسقید‬ ‫قه‬ ‫نهی‬ ‫ایقن‬ ‫بقه‬ ‫توان‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫غیرمخرب‬ ‫روش‬ ‫می‬ ‫شده‬ ‫روش‬ ‫برای‬ ‫مناسنی‬ ‫جایگزین‬ ‫تواند‬ ‫هقای‬ ‫زمقان‬ ‫کمهقرین‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫باشقد‬ ‫آزمایشقگاهی‬ ‫و‬ ‫شقیمیایی‬ ‫زماننر‬ ‫و‬ ‫مخرب‬ ‫پیش‬ ‫را‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫نهقاده‬ ‫مصرف‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫بینی‬ ‫شقیمیایی‬ ‫هقای‬ ‫به‬ .‫شود‬ ‫مدیریت‬ ‫صحیح‬ ‫و‬ ‫دقی‬ ‫صورت‬ ‫شکل‬ 5 - ‫مقدار‬ ‫مقایسه‬ RPD ‫مدل‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫های‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ ‫شده‬ NPK ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫برگ‬ Fig.5. Comparison of the RPD value of the presented models to estimate the amount of NPK nutrients in the leaves of apple trees ‫نتیجه‬ ‫گیری‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Vis/NIR ‫به‬ ‫روش‬ ‫ی‬ ‫عنوان‬ ‫و‬ ‫شیمیایی‬ ‫غیر‬ ،‫سریع‬ ‫به‬ ‫غیرمخرب‬ ‫گسهرده‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫ای‬ ‫یت‬ ‫کی‬ ‫منظقور‬ ‫محصقوالت‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫می‬ ‫قرار‬ ‫اده‬ ‫مورداسه‬ ‫کشاورزی‬ ‫پقژوهش‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ ‫حاصقل‬ ‫نهقایج‬ .‫گیقرد‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫تل‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫روش‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫شیمی‬ ‫های‬ ‫مقی‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ ‫توانقد‬ ‫به‬ ‫عناصقر‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬ ‫دقی‬ ‫و‬ ‫غیرمخرب‬ ‫روش‬ ‫ی‬ ‫عنوان‬ NPK ‫محصوالت‬ ‫مقدل‬ ‫ی‬ ‫اعهنارسقن‬ .‫شقود‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫کشاورزی‬ ‫هقای‬ ‫توسعه‬ ‫روش‬ ‫انقواع‬ ‫ترکیقب‬ ‫پایقه‬ ‫بقر‬ ‫یافهه‬ ‫پیش‬ ‫هقای‬ ‫قی‬ ‫ی‬ ‫پقردازش‬ ‫نمایان‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫این‬ ‫گر‬ ‫پیش‬ ‫نهایج‬ ‫بر‬ ‫ها‬ .‫دارند‬ ‫مسهقیم‬ ‫اثر‬ ‫بینی‬ ّ‫م‬‫ک‬ ‫تحلیل‬ ‫و‬ ‫زیه‬ ‫ت‬ ‫نهایج‬ ‫مدل‬ ‫بین‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫داد‬ ‫نشان‬ ‫ی‬ ‫توسعه‬ ‫های‬ ‫یافهه‬ ‫پیش‬ ‫مدل‬ ‫بههرین‬ ‫به‬ ‫مربوه‬ ‫بینی‬ ‫مدل‬ PLS ‫ه‬/‫ارا‬ ‫روش‬ ‫پایقه‬ ‫بقر‬ ‫شقده‬ ‫پیش‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫پردازش‬ SNV+D2 ‫بقود‬ ‫نیهقروژن‬ ‫میقزان‬ ‫ارزیقابی‬ ‫بقرای‬ ( 988 / 0 = c r ، 028 / 0 = RMSEC ، 978 / 0 = p r ، 034 / 0 = RMSEP .) ‫هم‬ ‫پارامهر‬ ‫مقادیر‬ ‫چنین‬ RPD ‫نشان‬ ‫مقدل‬ ‫عقالی‬ ‫عملکقرد‬ ‫دهنده‬ ‫هقای‬ ‫ه‬/‫ارا‬ ‫پیش‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫تغذیه‬ ‫عناصر‬ ‫بینی‬ ‫ای‬ NPK ‫پارامهر‬ ‫این‬ ‫مقادیر‬ .‫بود‬ ‫بقین‬ ‫نیهقروژن‬ ‫برای‬ 47 / 7 - 98 / 1 ‫ر‬ ‫فسق‬ ‫بقرای‬ ، 96 / 5 - 87 / 1 ‫بقرای‬ ‫و‬ ‫پهاسیم‬ 1 / 7 - 19 / 2 ‫به‬ .‫آمد‬ ‫دست‬ ‫سال‬ ‫در‬ ‫ی‬ ‫اخیر‬ ‫های‬ ‫بقه‬ ‫میدانی‬ ‫ی‬ ‫سن‬ ‫و‬ ‫آسقان‬ ‫اده‬ ‫اسقه‬ ‫دلیقل‬ ‫خقود‬ ‫بقه‬ ‫را‬ ‫زیادی‬ ‫پژوهشگران‬ ‫نظر‬ ،‫بودن‬ ‫ارزان‬ ‫و‬ ‫حمل‬ ‫قابلیت‬ ،‫سریع‬ ‫پیاده‬ ‫لذا‬ .‫است‬ ‫کرده‬ ‫جلب‬ ‫ی‬ ‫سازی‬ ‫قابل‬ ‫سامانه‬ ‫به‬ ‫حمل‬ ‫ارزیابی‬ ‫منظور‬ ‫می‬ ‫باغات‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ ‫میزان‬ ‫به‬ ‫تواند‬ ‫رفقهن‬ ‫هقدر‬ ‫از‬ ‫چشقمگیری‬ ‫ور‬ ‫هزینه‬ ‫و‬ ‫زمان‬ ‫مقدیریت‬ ‫بقا‬ ‫و‬ ‫کنقد‬ ‫جلقوگیری‬ ‫آزمایشگاهی‬ ‫باالی‬ ‫های‬ ‫به‬ ‫کنهرل‬ ‫و‬ ‫صحیح‬ ‫بقا‬ ‫بنقابراین‬ .‫دهقد‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫باغات‬ ‫عملکرد‬ ،‫موقع‬ ‫ی‬ ‫تکنی‬ ‫توانایی‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫ی‬ ‫سقن‬ Vis/NIR ‫مطقا‬ ‫و‬ ‫نهقایج‬ ‫بقا‬ ‫ب‬ ‫به‬ ‫دست‬ ‫می‬ ‫آمده‬ ‫پیقاده‬ ‫بقرای‬ ‫روش‬ ‫ایقن‬ ‫از‬ ‫تقوان‬ ‫سقامانه‬ ‫یق‬ ‫سقازی‬ ‫قابل‬ ‫مزرعه‬ ‫حمل‬ ‫ی‬ ‫بر‬ ‫منهنی‬ ‫ای‬ ‫ی‬ ‫سن‬ Vis/NIR ‫به‬ ‫ارزیابی‬ ‫منظور‬ ‫عملکقرد‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫اده‬ ‫اسه‬ ‫باغات‬ ‫در‬ ‫سیب‬ ‫درخهان‬ ‫موردنیاز‬ ‫مغذی‬ ‫عناصر‬ .‫داد‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫باغات‬
  • 13. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬ ‫ارز‬ ‫ی‬ ‫اب‬ ‫ی‬ ‫سر‬ ‫ی‬ ‫ع‬ ‫غ‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫رمخرب‬ ‫مقاد‬ ‫ی‬ ‫ر‬ NPK ‫س‬ ‫درخت‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫مبتن‬ ‫ی‬ ‫تجز‬ ‫بر‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫تحل‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫ل‬ ‫ط‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ 131 ‫شکل‬ 6 - ‫پیش‬ ‫نهایج‬ ‫مدل‬ ‫بینی‬ PLS ‫روش‬ ‫با‬ ‫نیهروژن‬ ) ‫ال‬ ‫میزان‬ ‫ارزیابی‬ ‫برای‬ SNV+D2 ‫روش‬ ‫با‬ ‫پهاسیم‬ )‫ب‬ ، MSC+D2 ‫روش‬ ‫با‬ ‫ر‬ ‫فس‬ )‫ج‬ ‫و‬ MSC+D2 Fig.6. Prediction results of the PLS model to estimate the amount of a) nitrogen using the SNV+D2 method, b) potassium using the MSC+D2 method, and c) phosphorous using the MSC+D2 method
  • 14. 132 ‫ماشين‬ ‫نشریه‬ ‫جلد‬ ،‫کشاورزي‬ ‫هاي‬ 14 ‫شماره‬ ، 2 ، ‫تابستان‬ 1403 References 1. Abasi, S., Minaei, S., Jamshidi, B., Fathi, D., & Khoshtaghaza, M. H. (2019). Rapid measurement of apple quality parameters using wavelet de-noising transform with Vis/NIR analysis. Scientia Horticulturae, 252, 7-13. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.02.085 2. Amiratul, D. A., Farrah, M. M., Paing, T., Daljit, S., Karam, S., & Martini, M. Y. (2017). Nitrogen effects on growth and spectral characteristics of immature and mature oil palms. Asian Journal of Plant Sciences, 16(4), 200- 210. https://doi.org/10.3923/ajps.2017.200.210 3. Butz, P., Hofmann, C., & Tauscher, B. (2005). Recent developments in noninvasive techniques for fresh fruit and vegetable internal quality analysis. Journal of Food Science, 70(9), R131-R141. https://doi.org/10.1111/j.1365- 2621.2005.tb08328.x 4. Chen, J. Y., Zhang, H., Miao, Y., & Asakura, M. (2010). Nondestructive determination of sugar content in potato tubers using visible and near infrared spectroscopy. Japan Journal of Food Engineering, 11(1), 59-64. https://doi.org/10.11301/jsfe.11.59 5. Daszykowski, M., Kaczmarek, K., Vander Heyden, Y., & Walczak, B. (2007). Robust statistics in data analysis— A review: Basic concepts. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 85(2), 203-219. https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2006.06.016 6. Embleton, T. W., Jones, W. W., Labanauskas, C. K., & Reuther, W. A. L. T. E. R. (1973). Leaf analysis as a diagnostic tool and guide to fertilization. The Citrus Industry, 3(6), 183-210. 7. Erel, R., Dag, A., Ben-Gal, A., Schwartz, A., & Yermiyahu, U. (2008). Flowering and fruit set of olive trees in response to nitrogen, phosphorus, and potassium. Journal of the American Society for Horticultural Science, 133(5), 639-647. https://doi.org/10.21273/JASHS.133.5.639 8. Farhadi, R., Afkari-Sayyah, A. H., Jamshidi, B., & Gorji, A. M. (2020). Prediction of internal compositions change in potato during storage using visible/near-infrared (Vis/NIR) spectroscopy. International Journal of Food Engineering, 16(4). https://doi.org/10.1515/ijfe-2019-0110 9. Fernández-Novales, J., López, M. I., Sánchez, M. T., García, J. A., & Morales, J. (2008). A feasibility study on the use of a miniature fiber optic NIR spectrometer for the prediction of volumic mass and reducing sugars in white wine fermentations. Journal of Food Engineering, 89(3), 325-329. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.05.011 10. Fu, X., Ying, Y., Lu, H., Xu, H., & Yu, H. (2007). FT-NIR diffuse reflectance spectroscopy for kiwifruit firmness detection. Sensing and Instrumentation for Food Quality and Safety, 1(1), 29-35. 11. Jamshidi, B., & Yazdanfar, N. (2022). Development of a spectroscopic approach for non-destructive and rapid screening of cucumbers based on maximum limit of nitrate accumulation. Journal of Food Composition and Analysis, 110, 104513. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2022.104513 12. Jamshidi, B., Mohajerani, E., Jamshidi, J., Minaei, S., & Sharifi, A. (2015). Non-destructive detection of pesticide residues in cucumber using visible/near-infrared spectroscopy. Food Additives & Contaminants: Part A, 32(6), 857-863. https://doi.org/10.1080/19440049.2015.1031192 13. Kawano, S., Watanabe, H., & Iwamoto, M. (1992). Determination of sugar content in intact peaches by near infrared spectroscopy with fiber optics in interactance mode. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science, 61(2), 445-451. https://doi.org/10.2503/jjshs.61.445 14. Kumar, N., Bansal, A., Sarma, G. S., & Rawal, R. K. (2014). Chemometrics tools used in analytical chemistry: An overview. Talanta, 123, 186-199. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.02.003 15. Lafhal, S., Vanloot, P., Bombarda, I., Kister, J., & Dupuy, N. (2016). Chemometric analysis of French lavender and lavandin essential oils by near infrared spectroscopy. Industrial Crops and Products, 80, 156-164. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.11.017 16. Malegori, C., Marques, E. J. N., de Freitas, S. T., Pimentel, M. F., Pasquini, C., & Casiraghi, E. (2017). Comparing the analytical performances of Micro-NIR and FT-NIR spectrometers in the evaluation of acerola fruit quality, using PLS and SVM regression algorithms. Talanta, 165, 112-116. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.12.035 17. Menesatti, P., Antonucci, F., Pallottino, F., Roccuzzo, G., Allegra, M., Stagno, F., & Intrigliolo, F. (2010). Estimation of plant nutritional status by Vis–NIR spectrophotometric analysis on orange leaves [Citrus sinensis (L.) Osbeck cv Tarocco]. Biosystems Engineering, 105(4), 448-454. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2010.01.003 18. Miles, N. (2010). Challenges and opportunities in leaf nutrient data interpretation. In Proceedings of The South African Sugar Technologists' Association, 83, 205-215. 19. Mobasheri, M. R., & Rahimzadegan, M. (2012). Introduction to protein absorption lines index for relative assessment of green leaves protein content using EO-1 Hyperion datasets. 20. Moncada, G. W., Martín, M. I. G., Escuredo, O., Fischer, S., & Míguez, M. (2013). Multivariate calibration by near infrared spectroscopy for the determination of the vitamin E and the antioxidant properties of quinoa. Talanta, 116, 65-70. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2013.04.079
  • 15. ،‫همکاران‬ ‫و‬ ‫آزادنيا‬ ‫ارز‬ ‫ی‬ ‫اب‬ ‫ی‬ ‫سر‬ ‫ی‬ ‫ع‬ ‫غ‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫رمخرب‬ ‫مقاد‬ ‫ی‬ ‫ر‬ NPK ‫س‬ ‫درخت‬ ‫ي‬ ‫ب‬ ‫مبتن‬ ‫ی‬ ‫تجز‬ ‫بر‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫تحل‬ ‫و‬ ‫ي‬ ‫ل‬ ‫ط‬ ‫ي‬ ‫ف‬ ‫ی‬ ‫برگ‬ 133 21. Nicolai, B. M., Theron, K. I., & Lammertyn, J. (2007). Kernel PLS regression on wavelet transformed NIR spectra for prediction of sugar content of apple. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 85(2), 243-252. https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2006.07.001 22. Osborne, B. G., Fearn, T., & Hindle, P. H. (1993). Practical NIR spectroscopy with applications in food and beverage analysis. Longman scientific and technical. 23. Özyiğit, Y. A. Ş. A. R., & Bilgen, M. E. H. M. E. T. (2013). Use of spectral reflectance values for determining nitrogen, phosphorus, and potassium contents of rangeland plants. Journal of Agricultural Science and Technology, 15(7), 1537-1545. 24. Rady, A. M., & Guyer, D. E. (2015). Evaluation of sugar content in potatoes using NIR reflectance and wavelength selection techniques. Postharvest Biology and Technology, 103, 17-26. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.02.012 25. Rahi, S., Mobli, H., Jamshidi, B., Azizi, A., & Sharifi, M. (2020). Different supervised and unsupervised classification approaches based on visible/near infrared spectral analysis for discrimination of microbial contaminated lettuce samples: Case study on E. coli ATCC. Infrared Physics & Technology, 108, 103355. https://doi.org/10.1016/j.infrared.2020.103355 26. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2015). Plant physiology and development (No. Ed. 6). Sinauer Associates Incorporated. 27. Tamburini, E., Ferrari, G., Marchetti, M. G., Pedrini, P., & Ferro, S. (2015). Development of FT-NIR models for the simultaneous estimation of chlorophyll and nitrogen content in fresh apple (Malus domestica) leaves. Sensors, 15(2), 2662-2679. https://doi.org/10.3390/s150202662 28. Wang, C., Li, X., Wang, L., Yang, C., Chen, X., Li, M., & Ma, S. (2019). Prediction of N, P, and K Contents in Sugarcane Leaves by VIS-NIR Spectroscopy and Modeling of NPK Interaction Effects. Transactions of the ASABE, 62(6), 1427-1433.