امکان‌سنجی کاربرد روش غیرمخرب طیف‌سنجی فروسرخ نزدیک و مدلسازی plsr در تخمین پروتئین و رطوبت دانه‌های گندم و پهنه‌بندی نقشه کیفی مزارع

پروتئین دانه های گندم از شاخص های اصلی کیفی محصول هستند و نقش به سزایی در فرآوری این محصول ایفا می کند. با توجه به فرآوری محصولات متنوع از گندم، اندازه گیری سریع یا برخط کیفی محصول گندم در کنترل فرآیندهای تولید آرد یا انتخاب رقم محصول گندم بسیار مهم می باشد. از طرفی در مفهوم جدید کشاورزی دقیق، با اندازه گیری مستقیم پروتئین و یا رطوبت محصول بر روی کمباین و تهیه نقشه عملکرد کیفی مزرعه، می توان وضعیت مزرعه در نقاط مختلف و یا مقایسه مزارع با همدیگر را نیز ارزیابی کرد. بنابراین هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی روش غیر مخرب طیف سنجی فروسرخ نزدیک حالت بازتابی جهت پیش بینی متغیر پروتئین و رطوبت دانه های سالم گندم است. دراین تحقیق 108 نمونه سالم گندم از سه رقم میهن، پیشگام و گاسکوژن در مرحله قبل از برداشت از مزارع روستای کرفس در استان همدان تهیه شدند. طیف گیری از نمونه ها به روش بازتابی و در بازه طیفی 1650-950 نانومتر و قدرت تفکیک 5 نانومتر انجام گردید. نتایج نشان داد که بهترین مدل با استفاده از روش plsr و پیش پردازش ترکیبی sg+snv+d1 و ma+d2+snv به ترتیب برای پروتئین و رطوبت بدست آمد. مقادیر ضریب رگرسیون (r2)، rmse و sdr داده های اعتبار سنجی یا تست به ترتیب برابر با 0.84، 0.83 و 2.54 برای تخمین پروتئین و 0.96، 0.994 و 5.34 برای تخمین رطوبت حاصل شد. نتایج نشان داد که هر چند تفاوت معنی داری بین میانگین پروتئین رقم ها یافت نگردید، ولی اختلاف آماری معنی داری در سطح 5 درصد بین نقاط مختلف مزارع بدست آمد. نتایج نشان داد که روش طیف سنجی فروسرخ نزدیک و مدل plsr روشی کارآمد و دارای پتانسیل قوی برای تشخیص سریع پارامتر های پروتئین و رطوبت دانه های گندم می باشد.

Feasibility of Using NIR and PLSR Model for Prediction of Wheat Grains protein and moisture content and Mapping Quality Yield Map

Protein as an important ingredient in wheat plays main role in the production of wheat’s products. Because of the production of various products from wheat, fast and online measuring of wheat grain quality is very important to control of flour production process and choosing an appropriate variety. Also in precision farming, combination of quantity and quality maps lets farmers to evaluate and control the plant production, well. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the use of infrared spectroscopy in reflectance mode to predict protein and moisture content of wheat grain. In this study about 108 samples were collected from three varieties namely Mihan, Gazkojhen and Pishgam in the region near Hamedan province in Iran. Grain proteins content were measured with a DA7200 near infrared spectroscopy apparatus. This spectroscopy collects reflectance over a wavelength range of 6501650 nm in 5 nm increments. Results show that the best models were obtained using the PLSR method and its preprocessing SG+SNV+D1 and MA+D2+SNV for protein and moisture content, respectively. The correlation coefficient (R2), root mean square error of prediction (RMSEP) and Standard Deviation Ratio (SDR) were obtained 0.84, 0.835 and 2.54 for protein content, whereas 0.96, 0.994 and 5.34 for moisture content, respectively. Results showed that there are no significant differences among proteins of three varieties. But the sampling places have a significant effect on the protein content at the significant level of 5%. These results indicated that the infrared spectroscopy method is an efficient method and has a strong potential for rapid detection of protein and moisture content of wheat grains