شماره راهنما :
1460 دكتري
پديد آورنده :
خورسندي، آذر
عنوان :
استفاده از روش‌هاي تصويربرداري فروسرخ حرارتي و طيف‌سنجي مرئي فروسرخ نزديك جهت تشخيص تنش‌هاي شوري و خشكي در دو ژنوتيپ از گياه كنجد
گرايش تحصيلي :
مكانيك ماشينهاي كشاورزي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نوزده، 175 ص.: مصور، جدول،نمودار
استاد مشاور :
احمد ميره اي، پرويز احسان زاده، رسول اميرفتاحي
توصيفگر ها :
هدايت روزنه‌اي (gs) , محتواي آب نسبي (RWC) , شاخص تنش آبي (CWSI) , شاخص هدايت روزنه‌اي (Ig) , تنش آبي , تنش شوري , طيف‌سنجي مرئي-فروسرخ نزديك , تصويربرداري حرارتي
استاد داور :
مرتضي صادقي، محمد مهدي جيدي، مهدي قاسمي ورنامخواستي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/17
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/07/17
چكيده فارسي :
چکیده تاکنون مطالعات زیادی در زمینه تأثیر تنشهای آبی و شوری بر ویژگیهای فیزیولوژیک گیاهان زراعی از جمله هدایت روزنهای gs و محتوای آب نسبی RWC برگ انجام گرفته است با این وجود گزارشهای علمی در زمینه استفاده از روشهای غیرتماسی مانند تصویربرداری فروسرخ حرارتی و طیف سنجی مرئی فروسرخ نزدیک در تشخیص این تنشها در گیاه کنجد Sesamum indicum L بسیار نادر هستند در این پژوهش امکان استفاده از شاخصهای استخراج شده از تصاویر فروسرخ حرارتی کانوپی گیاه کنجد و طیف بازتابشی برگ آن در محدوده امواج مرئی فروسرخ نزدیک بمنظور غربالگری سریع دو ژنوتیپ حساس و مقاوم به تنش آبی شوری گیاه کنجد بهترتیب با نامهای ناز تکشاخه و یکتا مورد بررسی قرار گرفت برای این منظور مطالعهای در دو بخش شامل 1 آزمایش تنش آبی و 2 آزمایش تنش شوری انجام گرفت در هر آزمایش صد و پنجاه گلدان از هر یک از دو ژنوتیپ بطور تصادفی به سه گروه مساوی تقسیم شدند در آزمایش تنش آبی گلدانها تحت سه رژیم آبیاری شامل آبیاری در پتانسیل مکشی خاک 1 0 خوب آبیاری شده 1 WW تنش آبی متوسط MWS و 5 1 مگاپاسکال تنش آبی شدید SWS قرار گرفتند در آزمایش تنش شوری گلدانها تحت سه سطح شوری شامل سطح 0 بدون تنش 60 WSS تنش متوسط MSS و 09 تنش شدید SSS میلی موالر نمک طعام خالص NaCl قرار گرفتند سپس از برگ طیف مرئی فروسرخ نزدیک و از کانوپی گیاهان تصاویر فروسرخ حرارتی تهیه شد RWC و gs برگهای هر گلدان نیز اندازهگیری شدند نتایج آزمایشهای تنش آبی نشان داد که ژنوتیپ ناز تکشاخه تحت تنش آبی شدید میزان هدایت روزنهای برگها را نسبت به ژنوتیپ یکتا به میزان 03 بیشتر کاهش داد و باعث حفظ رطوبت برگ به میزان 01 بیشتر از ژنوتیپ یکتا شد تشخیص تنش آبی با استفاده از شاخص تنش آبی گیاه CWSI یا شاخص هدایت روزنهای Ig استخراج شده از تصاویر حرارتی در هر دو ژنوتیپ تایید کننده کارآمدی سیستم تصویربرداری حرارتی توسعه یافته میباشد این مطالعه همچنین نشان داد طیفسنجی مرئی فروسرخ نزدیک یک روش غربالگری سریع دقیق و غیر مخرب برای تشخیص شرایط آبی گیاه کنجد و همچنین تخمین محتوای رطوبت نسبی RWC برگ برای هر دو ژنوتیپ یکتا و ناز تکشاخه است نتایج آزمایشهای تنش شوری نیز نشان داد که ژنوتیپ ناز تکشاخه تحت تنش شدید شوری میزان هدایت روزنهای برگها را نسبت به ژنوتیپ یکتا به میزان 8 بیشتر کاهش داد و باعث حفظ رطوبت برگ به میزان 6 بیشتر از ژنوتیپ یکتا شد نتایج همچنین نشان داد که شاخصهای دمایی CWSI Ig توانایی پیشبینی RWC و gs در گیاهان تحت تنش شوری را در هر دو ژنوتیپ ناز تکشاخه و یکتا دارا می باشند ولی در گیاهان تحت تنش شوری به دلیل تغییرات دمایی اندک در کانوپی گیاه کنجد قدرت این شاخصها به اندازه روشهای فیزیولوژیک برای تشخیص تنش شوری در این گیاه نمیباشد این مطالعه نشان داد طیفسنجی مرئی فروسرخ نزدیک یک روش سریع دقیق و غیر مخرب برای تشخیص تنش شوری در گیاه کنجد است در کل تغییرات حرارتی شدیدتر در ژنوتیپ ناز تکشاخه نسبت به ژنوتیپ یکتا تحت هر دو تنش آبی و شوری باعث شد که شاخصهای CWSI Ig استخراج شده از تصاویر فروسرخ حرارتی روابط قویتری با gs برگ در این ژنوتیپ داشته باشند از طرف دیگر تغییرات شدیدتر RWC برگ در ژنوتیپ یکتا نسبت به ناز تکشاخه تحت هر دو تنش آبی و شوری منجر به عملکرد بهتر طیف بازتابشی در تشخیص شرایط آبی در این ژنوتیپ توسط همه شاخصها و نسبت های استخراج شده از طیف شد مقایسه دو رویکرد استفاده از ویژگی های استخراج شده از تصاویر حرارتی و طیف بازتابشی گرفته شده از برگ جهت دستهبندی نمونهها به دو گروه ژنوتیپ ناز تکشاخه و یکتا نشان داد که طیف بازتابشی مرئی فروسرخ نزدیک توانایی بیشتر جهت تشخیص و دستهبندی دو ژنوتیپ به دو کالس یکتا و ناز تکشاخه دارد این پژوهش همچنین نشان داد که استفاده از طیف بازتابشی مرئی فروسرخ نزدیک با قدرت باالتری قادر به تفکیک سطوح تنش آبی شوری در هردو ژنوتیپ یکتا و ناز تکشاخه نسبت به ویژگیهای استخراج شده از تصاویر حرارتی میباشد کلمات کلیدی هدایت روزنهای gs محتوای آب نسبی RWC شاخص تنش آبی CWSI شاخص هدایت روزنهای Ig تنش آبی تنش شوری طیفسنجی مرئی فروسرخ نزدیک تصویربرداری حرارتی 1
چكيده انگليسي :
Detection of drought and salinity stresses in two sesame genotypes using thermal infrared imaging and visible near infrared spectroscopy methods Azar Khorsandi Azar khorsandi1@ag iut ac ir Sep 21 2019 Department of Biosystem Engineering Isfahan university of technolog Isfahan 84156 83111 Iran Degree PhD Language Farsi Supervisor Prof Abass Hemmat a hemmat@cc iut ac irAbstract There have been studies on the effect of water and salinity stresses on leaf stomatal conductance gs andrelative water content RWC however the scientific reports on using non contact techniques such asthermography and spectroscopy for sesame Sesamum indicum L are rare In this study the possibility ofusing indices extracted from canopy thermal images and leaf reflectance spectrum in Vis NIR region for highthroughput phenotyping of two susceptible and resistant sesame genotypes to water salinity stress respectively Naz Takshakhe and Yekta were instigated In this regards a study was conducted in two phases 1 water stress experiment and 2 salinity stress experiment In each experiment one hundred and fifty pots fromeach genotype were randomly assigned to three equal groups In water stress experiment pots were irrigated atsoil water potential of 0 1 MPa well watered WW 1 0 MPa moderate water stressed MWS and 1 5MPa severe water stressed SWS In salinity stress experiment the pots were exposed to three levels ofsalinity 0 well watered WSS 60 moderate salt stressed MSS and 90 severe salt stressed SSS millimolar solution of NaCl Then thermal images and Vis NIR spectrum were obtains respectively fromcanopy and leaves of each pot The RWC and gs were measured on each pot as well The water stressexperiment s results showed that Naz Takshakhe decreased its gs 30 more than Yekta and retained itsRWC 10 more than it This study validates the effectiveness of developed thermal imaging system usingCWSI Ig for non destructive detection of water stress in both genotypes of sesame The results also confirmedthat Vis NIR spectroscopy is a rapid accurate and non destructive phenotyping method for detecting waterstatus in sesame as well as estimating RWC in both Naz Takshakhe and Yekta genotypes The salinitystress experiment showed that Naz Takshakhe decreased its gs 8 more than Yekta and retained its RWC6 more than Yekta The results also showed that CWSI Ig were able to predict RWC and gs in plant undersalinity stress in both genotypes but in salt stressed plants due to their slight temperature changes in sesamecanopy the strength of these indices is not as strong as physiological methods to detect salinity stress in them This study showed that Vis NIR spectroscopy is a rapid accurate and non destructive method for detectingsalinity stress in sesame In general more severe temperature changes in Naz Takshakh than Yekta underboth salinity and water stresses yielded to CWSI Ig indices extracted from thermal images have strongerrelationships with gs in this genotype On the other hand stronger changes in RWC in Yekta than Naz Takshakhe under both salinity and water stresses resulted in better performance of reflectance spectrum indetecting water and salinity stresses in this genotype Comparison of two approaches of applying canopythermal features and leaf reflectance spectra to classify the samples into two genotype groups showed thegreater ability of Vis NIR spectrum to classify the samples into groups of Yekta and Naz Takshakhe genotypes The study also showed that the Vis NIR reflectance spectrum had better performance todifferentiate the water salinity stress levels in both genotypes compared to canopy thermal features Keywords stomatal conductance gs relative water content RWC crop water stress index CWSI stomatal conductance index Ig water stress salinity stress Vis NIR spectroscopy thermal imaging 169
استاد مشاور :
احمد ميره اي، پرويز احسان زاده، رسول اميرفتاحي
استاد داور :
مرتضي صادقي، محمد مهدي جيدي، مهدي قاسمي ورنامخواستي
