Discriminación Espectral de Deficiencias de Macronutrientes en Tabaco Curado al Humo Cultivado en Invernadero
Autores: Henry, Josh; Veazie, Patrick; Furman, Marschall; Vann, Matthew; Whipker, Brian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Discriminación Espectral de Deficiencias de Macronutrientes en Tabaco Curado al Humo Cultivado en Invernadero
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Trastornos nutricionales
Deficiencias de macronutrientes
Caracterización espectral
Plantas cultivadas en invernadero
Análisis de componentes principales
Modelos de clasificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La teledetección de trastornos nutricionales se ha vuelto más común en los últimos años. La mayoría de las investigaciones han considerado uno o dos trastornos nutricionales y pocos estudios han buscado distinguir entre múltiples deficiencias de macronutrientes. Este estudio se llevó a cabo para proporcionar una caracterización espectral de referencia de las deficiencias de macronutrientes en el tabaco de hoja (L.). Se obtuvieron mediciones de reflectancia de plantas deficientes en nutrientes cultivadas en invernadero en varias etapas de desarrollo. Se utilizaron métodos de selección de características, incluyendo la entropía de información y las primeras y segundas derivadas, para identificar longitudes de onda útiles para discriminar entre estas deficiencias. La variabilidad detectada se encontró principalmente dentro de longitudes de onda en el espectro visible, mientras que la radiación en el infrarrojo cercano y el infrarrojo de onda corta contribuyó poco a la variabilidad observada. Se utilizó el análisis de componentes principales para reducir la dimensionalidad de los datos y los componentes seleccionados se utilizaron para desarrollar modelos de análisis discriminante lineal para clasificar los síntomas. Los modelos de clasificación para plantas jóvenes, intermedias y maduras tuvieron precisiones generales del 92%, 82% y 75%, respectivamente, al utilizar 10 componentes principales. Las deficiencias de nitrógeno, azufre y magnesio mostraron mayores precisiones de clasificación, mientras que las deficiencias de fósforo y potasio demostraron resultados pobres o inconsistentes. Este estudio demuestra que el análisis espectral del tabaco de hoja es una metodología prometedora para mejorar los métodos de exploración actuales.
Descripción
La teledetección de trastornos nutricionales se ha vuelto más común en los últimos años. La mayoría de las investigaciones han considerado uno o dos trastornos nutricionales y pocos estudios han buscado distinguir entre múltiples deficiencias de macronutrientes. Este estudio se llevó a cabo para proporcionar una caracterización espectral de referencia de las deficiencias de macronutrientes en el tabaco de hoja (L.). Se obtuvieron mediciones de reflectancia de plantas deficientes en nutrientes cultivadas en invernadero en varias etapas de desarrollo. Se utilizaron métodos de selección de características, incluyendo la entropía de información y las primeras y segundas derivadas, para identificar longitudes de onda útiles para discriminar entre estas deficiencias. La variabilidad detectada se encontró principalmente dentro de longitudes de onda en el espectro visible, mientras que la radiación en el infrarrojo cercano y el infrarrojo de onda corta contribuyó poco a la variabilidad observada. Se utilizó el análisis de componentes principales para reducir la dimensionalidad de los datos y los componentes seleccionados se utilizaron para desarrollar modelos de análisis discriminante lineal para clasificar los síntomas. Los modelos de clasificación para plantas jóvenes, intermedias y maduras tuvieron precisiones generales del 92%, 82% y 75%, respectivamente, al utilizar 10 componentes principales. Las deficiencias de nitrógeno, azufre y magnesio mostraron mayores precisiones de clasificación, mientras que las deficiencias de fósforo y potasio demostraron resultados pobres o inconsistentes. Este estudio demuestra que el análisis espectral del tabaco de hoja es una metodología prometedora para mejorar los métodos de exploración actuales.