nutitelefoni kasutamisest mulla taimedele omastatava ...€¦ · nutitelefoni kasutamisest mulla...
TRANSCRIPT
Nutitelefoni kasutamisest mulla
taimedele omastatava fosfori
sisalduse hindamiseks
Tõnis Tõnutare, Tõnu Tõnutare, Aldo Oras
Agronoomia 2019
Sissejuhatus
• Kõrge ja kvaliteetse saagi saamiseks on oluline mullassisalduvate taimetoiteelementide määramine. Väga oluline onfosfori, kui taimede kasvuks vajaliku elemendi sisalduseanalüüs.
Idee
• Nutitelefoni on võimalik kasutada mulla liikuva fosfori sisalduse klassi määramiseks.
RGB-värvikuup
https://www.researchgate.net/profile/Mohd_Shahrizal_Sunar/publication/2365922
95/figure/fig1/AS:299491212185612@1448415677904/The-RGB-color-space.png
RGB-värvikuup
• Liitvärvimudel, milles erinevaid
värvitoone saadakse kolme
põhivärvuse – punane (R, red),
roheline (G, green) ja sinine (B, blue)
liitumisel.
• Värve saab väljendada kolme
koordinaadiga.
Lähenemine
• Uurimistöös kasutati erineva keemilise koostisega mullaproove.
• Taimedele omastatav fosfor ekstraheeriti mullaproovidest vastavalt Mehlich 3 meetodile.
• Fosfori sisaldus määrati lahusest paralleelselt kahel erineval viisil:
• Spektromeetriliselt lainepikkusel λ = 882 nm spektromeetriga Helios Omega (Thermo Scientific).
• Nutitelefoniga Samsung Galaxy S4 ning fotoanalüüs viidi läbi programmiga ImageJ.
Uurimustöös kasutatud mullad
pHKCl CTOT NTOT KM3 PM3
% % ppm ppm
Mediaan 6.8 2.07 0.12 89.2 47
Keskmine 6.3 2.1 0.1 103.8 82
Min 3.9 0.94 0.01 49.9 9
Max 7.5 3.54 0.26 190.7 315
Kasutatud muldade keemiline iseloomustus.
Illustratsioon töö etappidest
Graafiline skeem töö etappidest mulla liikuva fosfori sisalduse määramisel
Mehlich 3 meetodil kasutades nutitelefoni.
Tulemused
R,G,B väärtusOptiline tihedus
Kalibratsioonigraafik fosfori
spektromeetrilisel määramisel.
Kalibratsioonigraafikud RGB
värvimudeli järgi.
Tulemused
Kasutatud mullaproovide valimi fosfori sisaldused spektromeetrilise analüüsi ja
digifotode analüüsi andmete järgi ning nende omavaheline seos. Digifoto analüüsil
saadud P sisaldused on esitatud kõigi kolme (R, G ja B) kanali järgi. Täht E tähistab
mulla fosfori sisalduse klassi.
Tulemused
Kasutatud mullaproovide valimi fosfori sisaldused spektromeetrilise analüüsi ja
digifoto analüüsi andmete järgi ning nende omavaheline seos. Digifoto analüüsil
saadud P sisaldused on esitatud kahe (R ja G) kanali järgi. Tähed A, B, C, D tähistavad
mulla fosfori sisalduse klassi.
P sisalduse klass, ppm
Väga
madalMadal Keskmine Kõrge
Väga
kõrge
A B C D E
< 20 20 - 45 46 - 90 91 – 145 > 145
Mullaproovide analüüsi tulemuste võrdlus.Mulla P sisaldus, mg/kg P sisalduse klass Erinevus
spektromeetri ja
fotoanalüüsi vahelspektromeeter fotoanalüüs spektromeeter fotoanalüüs
93 98 D D Ei
54 51 C C Ei
9 <0 A A EI
21 15 B A Jah
9 <0 A A Ei
32 31 B B EI
26 24 B B EI
251 248 E E EI
73 50 C C EI
25 <0 B A Jah
305 265 E E Ei
138 128 D D EI
31 0 B A Jah
20 <0 B A Jah
70 53 C C Ei
47 39 C B Jah
50 35 C B Jah
315 272 E E Ei
24 3 B A Jah
Spektromeeter vs nutitelefon
Spektromeeter vs nutitelefon
Samsung S4 vs erinevad nutitelefonid
1. samm. Proovikoguse mõõtmine ja
kandmine loksutamiseks sobivasse anumasse
• 1. Mulla kog
2. samm. Mehlich 3 reaktiivi lisamine
3. samm. Loksutamine
•
4. samm. Ekstrakti pipeteerimine ja
värvustekke reaktiivi lisamine
•
5. samm. Värvuse teke ja pildistusanumasse
valamine
6. samm. Pildistamine
7. samm. Andmetöötlus
8. samm. Tulemused
Järeldused
• Nutitelefoni saab kasutada mulla fosfori sisalduse klassi määramiseks Mehlich 3 meetodil.
• Nutitelefoni abil on võimalik määrata mullas sisalduvat fosforit välitingimustes, kuid lihtsalt kasutatava ja usaldusväärse meetodi jaoks on vaja edasine arendustöö.
• Täpsemate tulemuste jaoks tuleks kasutada RGB värvimudeli punast (R) kanalit.
Miks ei saa täpseid tulemusi
• Mullaproovi niiskuse sisaldus
• Ebatäpsed proovi ja lahuste mõõtevahendid
• Taustavalgusest põhjustatud „müra“
• Kasutaja kogenematus
• Telefoni kaamerate erinevad tehnilised omadused
Analüüsi läbiviimiseks vajalikud vahendid
• Mullaproovi ja lahuste mõõtevahendid (kaal, mõõtlusikas, mõõtklaas)
• Loksutamiseks sobiv anum (~ 50 ml, suletav)
• Pildistamiseks sobiv anum
• Ekstraheeriv reaktiiv (Mehlich 3 lahus)
• Värvustekkeks vajalikud reaktiivid (molübdaadi lahus, askorbiinhape)
• Võrdluslahused kalibratsiooniks
• Nutitelefon (digikaamera)
• Pilditöötlustarkvara
Vajab veel arendamist
• Kalibratsiooni metoodika
• Pildistus tingimuste kõrvalmõjude vähendamine
• Vajalike lahuste komplekt
Meetodi eelised
• Kasutatakse:
• Nutitelefoni (laialt levinud, palju kogenud kasutajaid)
• vabavaralist fototöötlusprogrammi
• Võimalik kasutada välitingimustes
• Ei vaja kalleid reaktiive ega seadmeid
• Kiire tulemuste saamine