Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 1

Transcript

1 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 1 ΕΡΓΟ ΑΡΙΣΤΕΙΑ 2632 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ 4.1 Αξιολόγηση δεικτών αποτελεσματικότητας λειτουργίας των φυτών και δυνατότητα χρήσης τους για τον έλεγχο της άρδευσης και λίπανσης στο θερμοκήπιο 1. Εισαγωγή Όπως έχει ήδη περιγραφεί σε προηγούμενα παραδοτέα (Π.2.1 και Π.2.2), η καλλιέργεια σε ελεγχόμενες συνθήκες θερμοκηπίου μπορεί να αποφέρει βελτίωση του παραγόμενου προϊόντος με ταυτόχρονη μείωση της κατανάλωσης των πρώτων υλών (νερό, λίπασμα) και του κόστους παραγωγής. Η σωστή διαχείριση της άρδευσης των καλλιεργειών θερμοκηπίου είναι μία από τις σημαντικότερες πρακτικές εφαρμογές, που συντελεί στον στόχο αυτό. Την τελευταία δεκαετία έχουν αναπτυχθεί μοντέλα και μέθοδοι διαχείρισης της άρδευσης, τα οποία βασίζονται σε διάφορες προσεγγίσεις προσδιορισμού της υδατικής κατάστασης της καλλιέργειας, με σημείο αναφοράς το ίδιο το φυτό, περιλαμβάνοντας αισθητήρες που καταγράφουν τα δεδομένα από απόσταση. Μία από αυτές τις τεχνικές είναι η εκτίμηση της έντασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανακλά το φύλλο μέσω υπερφασματικού αισθητήρα απεικόνισης, ανάλογα με το ποσοστό συγκέντρωσης του νερού που περιέχει. Επιπλέον, η υπέρυθρη θερμογραφία είναι μία άλλη μη καταστρεπτική τεχνική η οποία έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και έχει τη δυνατότητα να καταγράφει τη θερμική ακτινοβολία που εκπέμπει η επιφάνεια ενός ή περισσότερων φύλλων (στην υπέρυθρη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος), από απόσταση. Στο πλαίσιο αυτό, το ερευνητικό ενδιαφέρον έχει στραφεί στη διερεύνηση των δυνατοτήτων διαχείρισης της άρδευσης μέσω θερμικών δεικτών και δεικτών ανάκλασης. Για τον σκοπό αυτό, στο πλαίσιο του προγράμματος υλοποιήθηκε μία σειρά πειραματικών μετρήσεων με στόχο την αξιολόγηση των πιο δημοφιλών θερμικών δεικτών και δεικτών ανάκλασης για την ανίχνευση της υδατικής καταπόνησης. Σε προηγούμενα παραδοτέα Π.2.1 και Π.2.2 έχει ήδη πραγματοποιηθεί μια

2 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 2 πρώτη αξιολόγηση των θερμικών δεικτών και των δεικτών ανάκλασης, και έχει γίνει εκτός των άλλων η βιβλιογραφική ανασκόπηση και η θεωρητική ανάλυση αυτών. Στο παρόν κείμενο γίνεται περαιτέρω αξιολόγηση των προαναφερθέντων δεικτών (όπως είναι μεταξύ άλλων, οι TSD, CWSI, NDVI, PRI, rndvi, mrndvi, mrsri, VOGREI κλπ), ως προς την αποτελεσματικότητα λειτουργίας και δυνατότητα χρήσης τους για τον έλεγχο της άρδευσης και της λίπανσης στο θερμοκήπιο, μέσω μιας νέας μεθόδου που περιλαμβάνει υπέρυθρο αισθητήρα απεικόνισης. Για την καλύτερη κατανόηση της νέας μεθόδου εκτίμησης των δεικτών, περιγράφονται οι εγκαταστάσεις, οι καλλιεργητικές συνθήκες, οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν και τα πειραματικά πρωτόκολλα που ακολουθήθηκαν. Τέλος, αξιολογούνται τα αποτελέσματα και βάσει αυτών, προτυποποιούνται οι κατάλληλοι δείκτες που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση της υδατικής και θρεπτικής καταπόνησης, καθώς και για τον καθορισμό του προγράμματος άρδευσης και λίπανσης σε καλλιέργειες θερμοκηπίου. 2. Υλικά και μέθοδοι 2.1. Εγκαταστάσεις και καλλιέργεια Στο πλαίσιο της έρευνας, υλοποιήθηκε μια σειρά μετρήσεων και πειραμάτων από τον Ιανουάριο μέχρι τον Φεβρουάριο του 2015, στον κλειστό θάλαμο ανάπτυξης του Εργαστηρίου Γεωργικών Κατασκευών & Ελέγχου Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, που βρίσκεται στο αγρόκτημα της Σχολής Γεωπονίας του Πανεπιστημίου, στο Βελεστίνο (συντεταγμένες: 39 ο 44 Β, 22 ο 79 Α, υψόμετρο 85m). Ο θάλαμος ανάπτυξης φυτών εμβαδού 28m 2, με διαστάσεις 4m πλάτος, 7m μήκος και 3m ύψος, αποτελεί κλειστό περιβάλλον ελεγχόμενων συνθηκών (CO 2, ακτινοβολία, υγρασία, θερμοκρασία) με ρυθμιζόμενη την ένταση της ακτινοβολίας μέσω λαμπτήρων νατρίου υψηλής πίεσης. Συνολικά, υπήρχαν εγκατεστημένοι 24 λαμπτήρες νατρίου (600W έκαστος), ικανοί να επιτύχουν τη μέγιστη ισχύ ακτινοβολίας στο επίπεδο των φυτών, ίση με 240W/m 2. Οι λαμπτήρες ήταν χωρισμένοι σε 4 ομάδες των 6 λαμπτήρων και άναβαν σταδιακά σε τρεις χρονικές φάσεις (L1: 6:00-22:00, L2: 7:00-21:00 και L3: 8:00-20:00) ώστε να προσομοιώνουν την ένταση του ήλιου κατά τη διάρκεια της ημέρας. Για τη βελτίωση του σήματος του φωτός στην περιοχή του στόχου (70 x 100cm), προστέθηκαν 4 λαμπτήρες αλογόνου (500 W/λάμπα). Η θερμοκρασία του θαλάμου κυμαινόταν στους 25 ο C κατά τη διάρκεια της ημέρας (των φυτών) και στους 18 ο C κατά τη διάρκεια

3 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 3 της νύχτας. Ο θάλαμος ήταν προσαρμοσμένος για υδροπονική καλλιέργεια αποτελούμενος από δύο διπλές σειρές, και από πέντε υδροπονικούς σάκους η κάθε σειρά. Για τον σκοπό των συγκεκριμένων πειραμάτων, μεταφυτεύτηκε σπορόφυτο τομάτας (Solanum Lycopersium), ποικιλίας Ελπίδα. Σε κάθε υδροπονικό σάκο τοποθετήθηκαν 3 φυτά. Στον θάλαμο χρησιμοποιήθηκε σύστημα στάγδην με ρυθμιζόμενους σταλάκτες. Κάθε σταλάκτης είχε παροχή 2L/h. Οι υδροπονικοί σάκοι περιείχαν περλίτη χωρητικότητας 33 λίτρων. Δύο μεταχειρίσεις έλαβαν χώρα κατά τη διάρκεια του πειράματος: φυτά καλά αρδευόμενα (υγιή φυτά) και φυτά που υπόκειντο σε υδατική καταπόνηση (φυτά καταπόνησης). Τις τρεις πρώτες ημέρες του πειράματος (Ημέρα 1-3), οι δύο μεταχειρίσεις αρδεύονταν σύμφωνα με το πρόγραμμα της άρδευσης. Τις επόμενες 5 ημέρες του πειράματος (Ημέρες 4-8), η μία από τις δύο μεταχειρίσεις υπόκειντο σε υδατική καταπόνηση με την απομάκρυνση των σταλάκτων από τους υδροπονικούς σάκους. Τις τελευταίες δύο μέρες του πειράματος ( Ημέρες 9-10), οι σταλάκτες επανατοποθετούνταν στους σάκους. Το πείραμα επαναλήφθηκε 2 φορές και σε κάθε επανάληψη χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά υγιή φυτά από κάθε μεταχείριση. Στο πλαίσιο του πειράματος αυτού, μελετήθηκαν κυρίως οι πρώτες τρεις ή τέσσερις ημέρες από την έναρξη της υδατικής καταπόνησης, με σκοπό να αξιολογηθεί η μεταβολή των δεικτών σε συνθήκες θερμοκηπίου, όπου κατά τη διάρκεια της ημέρας πραγματοποιούνται διαφορετικές δόσεις άρδευσης Μετρήσεις Η θερμοκρασία του αέρα (T, σε C) και η σχετική υγρασία (RH, σε %) του εσωτερικού του θαλάμου, μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας δύο αισθητήρες θερμοκρασίας-υγρασίας (model HD9008TR, DeltaOhm, Italy) οι οποίοι βαθμονομήθηκαν πριν την έναρξη των πειραμάτων και τοποθετήθηκαν σε απόσταση 2m από το έδαφος. Από τα δεδομένα θερμοκρασίας και υγρασίας υπολογίστηκε το έλλειμμα πίεσης υδρατμών (VPD). Η ένταση της ακτινοβολίας εντός του θαλάμου (R g,i, σε W m -2 ) μετρήθηκε μέσω πυρανόμετρων (model SKS 1110, Skye instruments, Powys, U.K.) τα οποία ήταν τοποθετημένα σε απόσταση 2m από το έδαφος. Η θερμοκρασία του φύλλου (T l, σε C) μετρήθηκε μέσω υπέρυθρων θερμογράφων (model OS5551A, Omega Engineering Inc., Manchester, USA) οι οποίοι εγκαταστάθηκαν σε απόσταση 0.9m και σε σταθερή γωνία 45 ο από τον κάθετο άξονα των φυτών του μάρτυρα ή της καταπόνησης. Οι υπέρυθροι θερμογράφοι βαθμονομήθηκαν σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα όπως αυτά περιγράφονται στο παραδοτέο Π1.1. Η

4 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 4 υγρασία υποστρώματος (θ, %) μετρήθηκε μέσω υγρασιόμετρων (model WCM, Grodan Inc., The Netherlands). Τα δεδομένα των αισθητήρων καταγράφονταν κάθε 10 λεπτά από τον καταγραφέα (Zeno 3200, Coastal Environmental Systems Inc., Seattle). Η ακτινοβολία που αντανακλάται από το φυτό μετρήθηκε μέσω υπερφασματικού αισθητήρα απεικόνισης που περιελάμβανε μια υπερφασματική κάμερα ((ImspecV10, Spectral Imaging Ltd, Finland) η οποία μετρούσε στην VNIR περιοχή του φάσματος ( nm) και είχε χωρική ανάλυση 1312x1024 εικονοστοιχεία. Η υπερφασματική κάμερα τοποθετήθηκε σε περιστροφικό σύστημα σάρωσης τύπου push broom line για να παρέχει πλήρη καμπύλη ανάκλασης για κάθε εικονοστοιχείο, ενώ η ταχύτητα και η γωνία σκαναρίσματος ελέγχθηκαν από ειδικό λογισμικό (spectral DAQ software). Το λογισμικό αυτό ήταν σε θέση να ελέγξει και άλλες παραμέτρους της κάμερας όπως ήταν η xωρική ανάλυση και ο χρόνος έκθεσης του κλείστρου. Η κάμερα αποτελούνταν από αισθητήρα τύπου CCD και φακό τύπου C σταθερής εστιακής απόστασης 8mm. Ο υπερφασματικός αισθητήρας απεικόνισης τοποθετήθηκε σε απόσταση 1m από τον κάθετο άξονα της καλλιέργειας. Η βαθμονόμηση του υπό εξέταση υπέρυθρου αισθητήρα απεικόνισης πραγματοποιήθηκε ακολουθώντας τα διεθνή πρότυπα όπως αυτά περιγράφονται στη θεωρητική ανασκόπηση του παραδοτέου Π1.2 και τον εκπαιδευτικό οδηγό του παραδοτέου Π5.3B, προσαρμοσμένα σε συνθήκες θερμοκηπίου. Μια φασματικά επίπεδη μαύρη επιφάνεια τοποθετήθηκε ως φόντο για να εξασφαλισθεί σταθερό οπτικό πεδίο απαλλαγμένο από τις σκιάσεις των γειτονικών επιφανειών. Η καμπύλη ανάκλασης του φυτού αρχικά εκφράζεται ως digital number (DN - ένταση χρώματος), ενώ στη συνέχεια απαλείφεται ο θόρυβος της συσκευής και η επίδραση της έντασης του φωτός, μέσω της εξίσωσης r=(r-d)/(w-d), όπου r η πραγματική τιμή της ανάκλασης του φύλλου, R η μετρούμενη τιμή ανάκλασης από τον αισθητήρα, W η τιμή της ανάκλασης λευκής επιφάνειας στην αντίστοιχη τιμή της έντασης του φωτός όταν λαμβάνεται η μέτρηση, και D η τιμή του σκοτεινού ρεύματος, που λαμβάνεται καλύπτοντας την κάμερα με μαύρο ύφασμα. Ο συντελεστής ανάκλασης r παίρνει τιμές από 0 έως 1. Η ανακλώμενη ακτινοβολία του φυτού καταγράφηκε κάθε ώρα μεταξύ 8:00 πμ και 4:00 μμ. Για την απαλοιφή των σφαλμάτων που προκύπτουν από τη συσκευή και από τον φωτισμό του θαλάμου, λήφθηκαν 3 διαφορετικές φωτογραφίες.

5 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» Υπολογισμοί και στατιστική ανάλυση Σύμφωνα με τα δεδομένα ανάκλασης και θερμοκρασίας, έγιναν οι παρακάτω υπολογισμοί με σκοπό την ανίχνευση υδατικής ή θρεπτικής καταπόνησης: - Δύο Simple Ratio δείκτες (Peñuelas & Inoue, 1999; Jones et al., 2004): WI(Water Index) = R970/R900, VOGREI 1 (Vogelman Red Edge Index)=R740/R720 - Δεκατρείς Normalized Difference δείκτες (Tsirogiannis et al. 2013; Sarlikioti et al. 2010; Shimada et al. 2012; Kim et al. 2010; Köksal et al. 2010; Amatyas et al. 2012): PRI (Photochemical Reflectance Index)= (R531-R570)/(R531+R570) spri = (R560-R510)/(R560+R510) NDVI ( ) = (R490-R620)/(R490+R620) NDVI ( ) = (R800-R680)/(R800+R680) NDVI ( ) = (R710-R810)/(R710+R810) NDVI ( ) = (R790-R670)/(R790+R670) NDVI ( ) = (R790-R550)/(R790+R550) rndvi =(R750-R705)/(R750+R705) VOGREI 3 = (R734-R747)/(R715+R720)

6 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 6 sndvi1 = (R810 R710)/(R810 + R710) sndvi2 = (R810 R560)/(R810 + R560) mrsri = (R750-R445)/(R705-R445) mrndvi = (R750-R705)/(R750+R705-2*R445). - Ο θερμικός δείκτης υδατικής καταπόνησης Crop Water Stress Index (CWSI) (Baille et al., 2001): CWSI= T c T m T M T m Όπου T c είναι η θερμοκρασία της καλλιέργειας τη δεδομένη στιγμή (ºC), T M (ºC) είναι η μέγιστη θερμοκρασία της καλλιέργειας σε μέγιστη καταπόνηση, και T m (ºC) είναι η ελάχιστη θερμοκρασία της καλλιέργειας σε υγιής κατάσταση, στις αντίστοιχες περιβαλλοντικές συνθήκες. - Ο θερμικός δείκτης Temperature Stress (TSD) (Clawson et al., 1989), ο οποίος υπολογίστηκε από τη διαφορά της θερμοκρασίας της καλλιέργειας από την ελάχιστη θερμοκρασία της καλλιέργειας σε υγιή κατάσταση (T c -T m ). Ο δείκτης TSD κατηγοριοποιείται: α) στον δείκτη TSDmeas, όπου η θερμοκρασία T c μετριέται από αισθητήρα, ενώ η θερμοκρασία T m εκτιμήθηκε μέσω εξισώσεων (Παραδοτέο Π2.1) και β) στον δείκτη TSDfield, όπου η θερμοκρασία και στις δύο περιπτώσεις μετρήθηκε μέσω αισθητήρων. Τα αποτελέσματα μελετήθηκαν στο στατιστικό πρόγραμμα SPSS με τη μέθοδο one-way ANOVA και επίπεδο εμπιστοσύνης >95%. 4. Αποτελέσματα Η μέση θερμοκρασία του θαλάμου κυμαινόταν περίπου στους 25 o C κατά τη διάρκεια της ημέρας

7 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 7 και στους 18 o C κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η σχετική υγρασία του θαλάμου της ίδιας χρονικής περιόδου κυμαινόταν περίπου στο 85% και 65%, αντίστοιχα. Παρακάτω παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων του πειράματος, δέκα συνεχόμενων ημερών (Ημέρες 1-10). Το ποσοστό υγρασίας του υποστρώματος (θ, %) των υγιών φυτών κυμάνθηκε περίπου στο 43% όλες τις ημέρες των μετρήσεων (Ημέρες 1-10), ενώ οι τιμές του υποστρώματος των καταπονημένων φυτών μειώθηκαν σταδιακά μετά την έναρξη της υδατικής καταπόνησης, με την απομάκρυνση των σταλάκτων από τους σάκους (Ημέρες 4-8), φτάνοντας το 35% πέντε ημέρες αργότερα (Ημέρα 8) (Διάγραμμα 1). Στη συνέχεια, το ποσοστό υγρασίας του υποστρώματος άρχισε πάλι να αυξάνεται, καθώς οι σταλάκτες επανατοποθετήθηκαν στους υδροπονικούς σάκους των καταπονημένων φυτών (Διάγραμμα 1). Διάγραμμα 1. Εξέλιξη της μέσης ημερήσιας τιμής της υγρασίας του υποστρώματος (θ, %) των υγιών και καταπονημένων φυτών, τις ημέρες του πειράματος (Ημέρες 1-3: καλά αρδευόμενα φυτά, Ημέρες 4-8: εξέλιξη υδατικής καταπόνησης, Ημέρες 9-10: επανεκκίνηση της άρδευσης). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης. Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης των υγιών φυτών κυμαινόταν περίπου στα 42.5 μg/cm 2 όλες τις ημέρες των μετρήσεων (Ημέρες 1-10), ενώ η συγκέντρωση της χλωροφύλλης των καταπονημένων φυτών μειώθηκε σημαντικά την τρίτη ημέρα διακοπής της άρδευσης (Διάγραμμα 2). Η τιμή της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης των καταπονημένων φυτών ξεπέρασε την τιμή των 41 μg/cm 2, την τέταρτη και πέμπτη ημέρα διακοπής της άρδευσης. Με την επαναφορά των σταλάκτων στους υδροπονικούς σάκους των καταπονημένων φυτών, η συγκέντρωση της χλωροφύλλης παρέμεινε σημαντικά χαμηλή.

8 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 8 Διάγραμμα 2. Εξέλιξη της μέσης ημερήσιας τιμής της χλωροφύλλης (μg/cm 2 ) των υγιών και καταπονημένων φυτών, τις ημέρες του πειράματος (Ημέρες 1-3: καλά αρδευόμενα φυτά, Ημέρες 4-8: εξέλιξη υδατικής καταπόνησης, Ημέρες 9-10: επανεκκίνηση της άρδευσης). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης. 4.1 Μελέτη της καμπύλης ανάκλασης Η μεταβολή της ανακλώμενης ακτινοβολίας των καταπονημένων φυτών λόγω της επίδρασης της υδατικής καταπόνησης, η οποία προσδιορίστηκε μέσω του υπέρυθρου αισθητήρα απεικόνισης στην περιοχή του φάσματος μεταξύ 400 και 1000nm, παρουσιάζεται στο Διάγραμμα 3. Διαπιστώθηκε ότι η καμπύλη ανάκλασης ήταν όμοια και στις δύο μεταχειρίσεις κατά τις τρεις πρώτες ημέρες του πειράματος (Ημέρες 1-3), όπου τα φυτά και των δύο μεταχειρίσεων αρδεύονταν σύμφωνα με τον χρονικό προγραμματισμό της άρδευσης (Διάγραμμα 3 a-c). Η καμπύλη ανάκλασης των φυτών της υδατικής μεταχείρισης διαφοροποιήθηκε σημαντικά από την καμπύλη των υγιών φυτών από την πρώτη μόλις ημέρας διακοπής της άρδευσης (Ημέρα 4), με την καμπύλη να αυξάνεται σημαντικά στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος (p<0.05) (Διάγραμμα 3 d). Τις επόμενες ημέρες διακοπής της άρδευσης (Ημέρες 4-8), η καμπύλη ανάκλασης των υδατικά καταπονημένων φυτών παρέμεινε σημαντικά αυξημένη στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος, σε σχέση με την καμπύλη των υγιών φυτών. Τις τελευταίες ημέρες του πειράματος, όπου οι σταλάκτες επανατοποθετήθηκαν στους σάκους (Ημέρες 9-10), η καμπύλη ανάκλασης των φυτών της υδατικής μεταχείρισης πλησίασε πάλι την καμπύλη ανάκλασης των καλά αρδευόμενων φυτών (Διάγραμμα 3 i-j). Στην ορατή περιοχή του φάσματος, οι τιμές της καμπύλης ανάκλασης δεν παρουσίασαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των μεταχειρίσεων κατά τις ημέρες των μετρήσεων.

9 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 9 (a) (b) (c) (d) (e) (f)

10 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 10 (g) (h) (i) (j) Διάγραμμα 3. Εξέλιξη της καμπύλης ανάκλασης των υγιών και καταπονημένων φυτών, τις ημέρες του πειράματος (a-c: Ημέρες 1-3, καλά αρδευόμενα φυτά, d-h: Ημέρες 4-8, εξέλιξη υδατικής καταπόνησης, i-j: Ημέρες 9-10, επανεκκίνηση της άρδευσης). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης. Στο Διάγραμμα 4 μελετάται η μέση τιμή της μεταβολής της καμπύλης ανάκλασης των δύο μεταχειρίσεων, στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος μεταξύ 700 και 800nm, κατά τις ημέρες του πειράματος (Ημέρες 1-10). Ο συντελεστής ανάκλασης των υδατικά καταπονημένων φυτών αυξήθηκε στατιστικά σημαντικά με ποσοστό ίσο με 12% κατά την πρώτη μόλις ημέρα διακοπής της άρδευσης (Ημέρα 4). Τις επόμενες ημέρες υδατικής καταπόνησης, ο συντελεστής ανάκλασης των καταπονημένων φυτών ήταν κατά 17%, 13%, 12% και 11% (για τις Ημέρες 5-8, αντίστοιχα) μεγαλύτερος από τον συντελεστή ανάκλασης των υγιών φυτών. Τις τελευταίες δύο ημέρες των μετρήσεων (Ημέρες 9-10), όπου οι σταλάκτες των καταπονημένων φυτών επανατοποθετήθηκαν στους σάκους, ο συντελεστής ανάκλασης των καταπονημένων φυτών μειώθηκε κατά 4% και 0.6% (Ημέρες 9 και 10, αντίστοιχα), ακολουθώντας τον συντελεστή ανάκλασης των υγιών φυτών.

11 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 11 Διάγραμμα 4. Εξέλιξη της μέσης ημερήσιας τιμής του φάσματος μεταξύ 700 και 800nm των υγιών και καταπονημένων φυτών, τις ημέρες του πειράματος (Ημέρες 1-3: καλά αρδευόμενα φυτά, Ημέρες 4-8: εξέλιξη υδατικής καταπόνησης, Ημέρες 9-10: επανεκκίνηση της άρδευσης). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης Μελέτη των δεικτών ανάκλασης Ορισμένες περιοχές του φάσματος της ανακλώμενης ακτινοβολίας των υγιών και καταπονημένων φυτών ενσωματώθηκαν σε μαθηματικές εξισώσεις ώστε να δημιουργηθούν οι δείκτες ανάκλασης που έχουν ήδη περιγραφεί στην Ενότητα 2.3. Η μέση ημερήσια μεταβολή των δεικτών ανάκλασης μελετήθηκε γραμμικά ως προς τη μέση ημερήσια μεταβολή της υγρασίας του υποστρώματος (θ, %). Ο συντελεστής συσχέτισης (R 2 ) μεταξύ των τιμών των δεικτών spri, mrndvi και mrsri των υδατικά καταπονημένων φυτών και των τιμών της υγρασίας υποστρώματος κυμάνθηκε πάνω από 0.7 (Διάγραμμα 5), με τις τιμές των mrndvi και mrsri να αυξάνονται και τις τιμές του spri να μειώνονται με τη μείωση των τιμών του θ. Επιπλέον, καμία συσχέτιση μεταξύ των τιμών των δεικτών των υγιών φυτών και της μεταβολής των τιμών του θ δεν παρατηρήθηκε. Από την άλλη πλευρά, ο συντελεστής συσχέτισης μεταξύ των τιμών των υπόλοιπων δεικτών της Ενότητας 2.3 των υδατικά καταπονημένων φυτών, με την υγρασία του υποστρώματος, ήταν μικρότερος του Επομένως, δεδομένου ότι ο σκοπός της έρευνας ήταν να προσδιοριστούν οι δείκτες που συσχετίζονται ικανοποιητικά με τη διαθεσιμότητα του νερού στη ρίζα, δεν πραγματοποιήθηκε περαιτέρω έρευνα των δεικτών ανάκλασης που δεν έδωσαν ικανοποιητικό συντελεστή συσχέτισης με τη μεταβολή της υγρασίας του υποστρώματος.

12 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 12 Διάγραμμα 5. Γραμμική συσχέτιση της μέσης ημερήσιας τιμής των δεικτών spri, mrsri και mrndvi με τη μεταβολή της υγρασίας του υποστρώματος (θ, %). Η ευθεία γραμμή αντιπροσωπεύει την κλίση της γραμμικής συσχέτισης μεταξύ των τιμών των δεικτών των καταπονημένων φυτών και της μεταβολής του ποσοστού της υγρασίας του υποστρώματος. Ρόμβος: spri, Τρίγωνο: mrsri και Τετράγωνο: mrndvi. Χωρίς γέμισμα σύμβολα: υγιή φυτά, Συμπαγή σύμβολα: καταπονημένα φυτά. Το Διάγραμμα 6 παρουσιάζει τη μέση ημερήσια μεταβολή των τιμών των (a) spri, (b) mrsri και (c) mrndvi δεικτών ανάκλασης κατά τις ημέρες του πειράματος (Ημέρες 1-10). Παρατηρήθηκε ότι οι τιμές των δεικτών mrsri και mrndvi των καταπονημένων φυτών δεν ήταν σημαντικά μεγαλύτερες από τις τιμές των υγιών φυτών κατά την πρώτη ημέρα διακοπής της άρδευσης, ενώ η διαφορά τους υπήρξε στατιστικά σημαντική (p<0.05) κατά τις επόμενες ημέρες εξέλιξης της υδατικής καταπόνησης (Ημέρες 5-8). Οι τιμές του δείκτη spri των καταπονημένων φυτών παρουσίασαν στατιστικά σημαντική διαφορά από τις τιμές του δείκτη των υγιών φυτών από την πρώτη μόλις ημέρα διακοπής της άρδευσης. Η μέγιστη διαφορά μεταξύ των δύο μεταχειρίσεων ξεπέρασε το 7%, 70% και 60% ( mrndvi, mrsri και spri αντίστοιχα) κατά την τελευταία ημέρα εξέλιξης της υδατικής καταπόνησης (Ημέρα 8).

13 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 13 a b c Διάγραμμα 6. Μέση ημερήσια εξέλιξη των τιμών των δεικτών (a) spri, (b) mrsri και (c) mrndvi των υγιών και καταπονημένων φυτών τις ημέρες των μετρήσεων (Ημέρες 1-3: καλά αρδευόμενα φυτά, Ημέρες 4-8: εξέλιξη υδατικής καταπόνησης, Ημέρες 9-10: επανεκκίνηση της άρδευσης). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης. Η μέση ημερήσια μεταβολή των δεικτών ανάκλασης μελετήθηκε γραμμικά ως προς τη μέση ημερήσια μεταβολή της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης της καλλιέργειας. Ο συντελεστής συσχέτισης (R 2 ) μεταξύ των τιμών του δείκτη TCARI και της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης (μg/cm 2 ) των φυτών και των δύο μεταχειρίσεων κυμάνθηκε πάνω από 0.7 (Διάγραμμα 7), με τις τιμές του TCARI να αυξάνονται με τη μείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης. Διάγραμμα 7. Γραμμική συσχέτιση της μέσης ημερήσιας τιμής του δείκτη TCARI με τη μεταβολή της συγκέντρωσης χλωροφύλλης του φύλλου (μg/cm 2 ). Η ευθεία γραμμή αντιπροσωπεύει την κλίση της γραμμικής συσχέτισης μεταξύ των τιμών των δεικτών των καταπονημένων φυτών και της μεταβολής της χλωροφύλλης.

14 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» Μελέτη της Θερμοκρασίας της καλλιέργειας και των θερμικών δεικτών Στο Διάγραμμα 8 παρουσιάζεται η μέση ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας των υγιών και καταπονημένων φυτών. Η μέση ημερήσια θερμοκρασία της καλλιέργειας κυμαινόταν μεταξύ 25 o C και 26 o C τις ημέρες όπου τα φυτά αρδεύονταν σύμφωνα με τον χρονικό προγραμματισμό της άρδευσης. Η θερμοκρασία των καταπονημένων φυτών αυξήθηκε σημαντικά την τρίτη ημέρα διακοπής της άρδευσης (p<0.05), με τη διαφορά της θερμοκρασίας των δύο μεταχειρίσεων να ξεπερνά τον 1.5 o C. Η διαφορά της θερμοκρασίας μεταξύ των δύο μεταχειρίσεων παρέμεινε μεγαλύτερη του 1.5 o C τις υπόλοιπες ημέρες του πειράματος ακόμη, καθώς και όταν οι σταλάκτες επανατοποθετήθηκαν στους σάκους των υδατικά καταπονημένων φυτών (Ημέρες 7-10). Στο Διάγραμμα 9 παρουσιάζεται η μέση ωριαία εξέλιξη της θερμοκρασίας των υγιών και καταπονημένων φυτών και του δείκτη TSD field, πριν και κατά τη διάρκεια της εξέλιξης τη υδατικής καταπόνησης. Σύμφωνα με το Διάγραμμα 9, παρατηρήθηκε ότι ο δείκτης TSD filed ανίχνευσε ένδειξη υδατικής καταπόνησης από τη δεύτερη ημέρα διακοπής της άρδευσης, με την τιμή να αυξάνεται από 0.5 o C σε 1.5 o C. Σημαντικά υψηλή ωστόσο παρέμεινε η τιμή του δείκτη και κατά τις ημέρες επαναφοράς της άρδευσης (Ημέρες 9-10). Τέλος, υψηλή ήταν η συσχέτιση του δείκτη με τη μεταβολή της υγρασίας του υποστρώματος, με τον συντελεστή συσχέτισης να ισούται με 0.84 (Διάγραμμα 10). Οι τιμές των δεικτών CWSI και TSD meas δεν συσχετίστηκαν ικανοποιητικά με τις μεταβολές των τιμών θ, λόγω κάποιων σφαλμάτων που προέκυψαν κατά τη διαδικασία μέτρησης της εσωτερικής θερμοκρασίας του αέρα (Τ α ) του θαλάμου. Κατά συνέπεια, τα σφάλματα αυτά έθεσαν τόσο τις υπολογίσιμες τιμές της ελάχιστης (T m ) και μέγιστης (T M ) τιμής της θερμοκρασίας όσο και τις τιμές των δεικτών CWSI και TSD meas της καλλιέργειας, εκτός ορίων.

15 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 15 Διάγραμμα 8. Μέση ημερήσια εξέλιξη της θερμοκρασίας των υγιών και καταπονημένων φυτών, τις ημέρες των μετρήσεων (Ημέρες 1-3: καλά αρδευόμενα φυτά, Ημέρες 4-8: εξέλιξη υδατικής καταπόνησης, Ημέρες 9-10: επανεκκίνηση της άρδευσης). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης. Διάγραμμα 9. Μέση ωριαία εξέλιξη της θερμοκρασίας των υγιών και καταπονημένων φυτών και η μέση ημερήσια μεταβολή του δείκτη TSD field, πριν και κατά τη διάρκεια της εξέλιξης της υδατικής καταπόνησης (Ημέρα 3: καλά αρδευόμενα φυτά, Ημέρες 4-8: εξέλιξη υδατικής καταπόνησης,). Συμπαγής γραμμή: υγιή φυτά, Διακεκομμένη γραμμή: φυτά υδατικής καταπόνησης, Γραμμή με παύλατελεία: δείκτης TSD field.

16 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 16 Διάγραμμα 10. Γραμμική συσχέτιση της μέσης ημερήσιας τιμής του θερμικού δείκτη TSD field με τη μεταβολή της υγρασίας του υποστρώματος (θ, %). Η ευθεία γραμμή αντιπροσωπεύει την κλίση της γραμμικής συσχέτισης μεταξύ των των δύο παραμέτρων. 5. Συζήτηση 5.1. Εξέλιξη καμπύλης ανάκλασης Η ανακλώμενη ακτινοβολία του φυτού τομάτας μετρούμενη από τον υπερφασματικό αισθητήρα απεικόνισης, ακολούθησε την τυπική καμπύλη ανάκλασης ενός υγιούς πράσινου φυτού (Jacquemoud & Ustin, 2008). Η επίδραση της υδατικής καταπόνησης συνδέεται με την αύξηση της ανακλώμενης ακτινοβολίας του φύλλου στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος, εξαιτίας της σκέδασης της ακτινοβολίας από τον συσσωρευμένο αέρα των θυλακίων του δρυφακτοειδούς παρεγχύματος (Jones et al., 2004; Schlemmer et al., 2005; Vigneau et al., 2011; Amatya et al., 2012). Η αύξηση της ανακλώμενης ακτινοβολίας στη μπλε και κόκκινη περιοχή του φάσματος μπορεί να εξηγηθεί από την επίδραση της εξέλιξης της υδατικής καταπόνησης στη συγκέντρωση των χρωστικών και της χλωροφύλλης στο εσωτερικό του φύλλου (Peňuelas et al., 1997; Ray et al., 2006; Kim et al., 2010; Kruse, 2004; Schlemmer et al., 2005; Jain et al., 2007). Πράγματι, τα αποτελέσματα της παρούσα έρευνας έδειξαν ότι η καμπύλη ανάκλασης των καταπονημένων φυτών στην υπέρυθρη περιοχή του φάσματος αυξήθηκε από την καμπύλη των υγιών φυτών, από την πρώτη ημέρα εφαρμογής της υδατικής καταπόνησης (Διάγραμμα 3). Η μη αναμενόμενη αύξηση της καμπύλης ανάκλασης που παρατηρήθηκε στη περιοχή του ορατού φάσματος, πιθανόν να

17 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 17 οφείλεται στη χαμηλή ένταση του φωτισμού μέσα στον θάλαμο, που οδήγησε στην αύξηση του θορύβου της συσκευής κατά τη διάρκεια της λήψης. Περαιτέρω βελτίωση του φωτισμού σε αυτή την περιοχή του φάσματος θα ελαχιστοποιούσε το σήμα θορύβου του αισθητήρα και θα έδινε τη δυνατότητα μελέτης της μεταβολής της καμπύλης με τη μεταβολή της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης και της φωτοσύνθεσης Εξέλιξη των θερμικών δεικτών και δεικτών ανάκλασης Οι τιμές των δεικτών mrsri και mrndvi ήταν υψηλότερες στα καταπονημένα φυτά, παρόμοιες με τα αποτελέσματα των Amatyas et al. (2012), οι οποίοι εντόπισαν τον δείκτη να αυξάνεται με την εξέλιξη της υδατικής καταπόνησης. Προηγούμενες έρευνες έδειξαν ότι ο PRI είναι ένας άλλος δείκτης ευαίσθητος με τη μεταβολή της υδατικής καταπόνησης του φυτού (Suárez et al., 2009, Sarlikioti et al., 2010). Στη συγκεκριμένη έρευνα ωστόσο, δεν διαπιστώθηκε καμία σημαντική μεταβολή του. Η μη αναμενόμενη μεταβολή του δείκτη μπορεί να οφείλεται στη χαμηλή ένταση του φωτισμού στην περιοχή αυτή (240 W m -2 ), καθώς οι Sarlikioti et al. (2010) εντόπισαν μεταβολή του δείκτη με την εξέλιξη της υδατικής καταπόνησης όταν η ένταση του φωτός στο σημείο της μέτρησης ξεπερνούσε τα 350 W m -2. Από την άλλη πλευρά, ο δείκτης spri είναι ένας δείκτης που χρησιμοποιεί κοντινές περιοχές του φάσματος με αυτές που χρησιμοποιεί ο δείκτης PRI, και μεταβάλλεται γραμμικά με τις τιμές του θ, με τις τιμές του δείκτη να μειώνονται με την εφαρμογή της υδατικής καταπόνησης. Επιπλέον, ο δείκτης TCARI θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την άμεση ανίχνευση της θρεπτικής καταπόνησης των φυτών, καθώς συσχετίζεται ικανοποιητικά με τη μεταβολή της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης. Σε κάθε περίπτωση, όμοιες τιμές υγρασίας υποστρώματος έδωσαν διαφορετικές τιμές των δεικτών spri, mrsri και mrndvi (Διάγραμμα 11), και για τον λόγο αυτό πραγματοποιήθηκε κανονικοποίηση των τιμών των δεικτών με των τιμών του θ. Η κανονικοποίηση πραγματοποιήθηκε αφαιρώντας τις τιμές των δεικτών και της υγρασίας του υποστρώματος από την αρχική τιμή των μετρήσεων (Ημέρα 1). Το Διάγραμμα 11 δείχνει τη γραμμική συσχέτιση των τιμών του κάθε Δ- δείκτη με τις τιμές Δθ των υγιών και καταπονημένων φυτών. Παρατηρείται ότι οι δείκτες ΔsPRI, ΔmrSRI και ΔmrNDVI των καταπονημένων φυτών έχουν υψηλό συντελεστή συσχέτισης με τις τιμές Δθ (0,82, 0,76 και 0,82, αντίστοιχα). Από την άλλη πλευρά, οι τιμές των δεικτών ΔsPRI, ΔmrSRI και ΔmrNDVI των υγιών φυτών δεν είχαν γραμμική συσχέτιση με τις τιμές Δθ, με τον

18 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 18 συντελεστή συσχέτισης να είναι μικρότερος του 0.4. a b Διάγραμμα 11. Συσχέτιση μεταξύ των κανονικοποιημένων τιμών (a) ΔsPRI και (b) ΔmrSRI και ΔmrNDVI και των τιμών Δθ, των υγιών και καταπονημένων φυτών. Ρόμβος: (a) ΔsPRI, τετράγωνο: (b) ΔmrSRI και τρίγωνο: (b) ΔmrNDVI. Κενά σύμβολα: υγιή φυτά, συμπαγή σύμβολα: καταπονημένα φυτά. Προηγούμενες έρευνες υποστήριξαν πως ο δείκτης NDVI ( ) ή ο δείκτης NDVI ( ) μπορούν να αποτελέσουν σήμα ένδειξης υδατικής καταπόνησης (Jones et al., 2007; Liu et al., 2004). Ωστόσο, κάτι τέτοιο δεν επιβεβαιώθηκε στην παρούσα έρευνα. Οι Kim et al. (2010), Köksal (2011) και Genc et al. (2011) έδειξαν ότι ο δείκτης NDVI ( ) είχε υψηλό συντελεστή συσχέτισης με την εξέλιξη της υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας μόνο όταν ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας των καταπονημένων φυτών ήταν πολύ χαμηλότερος από αυτόν των υγιών φυτών. Στο παρόν πείραμα, το χρονικό διάστημα των πέντε ημερών υδατικής καταπόνησης που μεσολάβησε δεν ήταν αρκετό για να επιδράσει στην μείωση του δείκτη της φυλλικής επιφάνειας. Ο WI (water index) είναι ένας άλλος δείκτης ανάκλασης που δεν συσχετίστηκε με την εξέλιξη της υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας. Οι Peňuelas & Inoue (1999) παρουσίασαν κάποια αποτελέσματα σύμφωνα με τα οποία, οι τιμές του δείκτη WI μειώθηκαν με την εξέλιξη της υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας μόνο σε μονοκοτυλήδονα φυτά. Στην περίπτωση των δικοτυλήδονων φυτών (όπου αποτελούνται από διπλάσια περιεκτικότητα σε νερό, λόγω της δυναμικής του φύλλου), οι τιμές του δείκτη άρχισαν να μειώνονται όταν η συγκέντρωση του φύλλου σε νερό κυμαινόταν στο 60%. Η μέση ημερήσια μεταβολή των δεικτών ανάκλασης μελετήθηκε γραμμικά ως προς τη μέση

19 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 19 ημερήσια μεταβολή της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης της καλλιέργειας. Ο συντελεστής συσχέτισης (R 2 ) μεταξύ των τιμών του δείκτη TCARI και της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης (μg/cm 2 ) των φυτών και των δύο μεταχειρίσεων κυμάνθηκε πάνω από 0.7 (Διάγραμμα 7), με τις τιμές του TCARI να αυξάνονται με τη μείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης. Οι τιμές του TSD field είχαν υψηλή συσχέτιση με την υγρασία του υποστρώματος. Αντίστοιχα, πραγματοποιήθηκε κανονικοποίηση των δεδομένων, αφαιρώντας τις τιμές του δείκτη και της υγρασίας του υποστρώματος από την αρχική τιμή των μετρήσεων (Ημέρα 1). Το Διάγραμμα 12 δείχνει τη γραμμική συσχέτιση του Δδείκτη με τις τιμές Δθ της καλλιέργειας. Παρατηρείται ότι οι τιμές του δείκτη ΔTSD field έχουν υψηλό συντελεστή συσχέτισης με τις τιμές Δθ (0.90). Οι τιμές των δεικτών CWSI και TSD meas συνήθως συντελούν στην άμεση ανίχνευση της υδατικής καταπόνησης. Ωστόσο, είναι πολλοί οι παράμετροι που λαμβάνουν μέρος στην υπολογιστική διαδικασία των δεικτών αυτών (Τ α, Τ Μ, Τ m, VPD, RH), με αποτέλεσμα να αυξάνονται οι πιθανότητες να προκύψει κάποιο σφάλμα, όπως συνέβη στην παρούσα εργασία όπου σφάλματα στις μετρήσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας του αέρα (Τ α ) του θαλάμου, έθεσαν τις τιμές των δεικτών CWSI και TSD meas της καλλιέργειας, εκτός ορίων. b Διάγραμμα 12. Συσχέτιση μεταξύ των κανονικοποιημένων τιμών του TSD field και των τιμών Δθ.

20 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» Συμπεράσματα Τα αποτελέσματα από την παρούσα έρευνα έδειξαν ότι οι δείκτες spri, mrsri και mrndvi μπορούν να αποτελέσουν ενδείξεις ανίχνευσης διαφορετικών επιπέδων υδατικής καταπόνησης, σε απόλυτες ή κανονικοποιημένες τιμές. Επιπλέον, ο δείκτης TCARI θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ένδειξη ανίχνευσης θρεπτικής καταπόνησης του φυτού. Τέλος, ο δείκτης TSD field θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό διαφορετικών επιπέδων ανίχνευσης υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας, χρειάζεται ωστόσο την ύπαρξη καλά αρδευόμενων φυτών ως σημείο αναφοράς καθ' όλη την καλλιεργητική περίοδο. Συμπερασματικά, προκύπτει ότι οι μετρήσεις ανάκλασης και θερμοκρασίας καλλιέργειας του θερμοκηπίου θα μπορούσαν να παρέχουν αξιόπιστη ένδειξη ύπαρξης προβληματικής λειτουργίας της καλλιέργειας όταν η υδατική κατάσταση των φυτών βρίσκεται σε οριακά επίπεδα.

21 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 21 Βιβλιογραφία Amatya S., Karkee, M., Alva, A.K., Larbi, P., and Adhikari, B. (2012). Hyperspectral Imaging for Detecting Water Stress in Potatoes. Annual International Meeting Sponsored by ASABE, Paper Numer Baille, A., Kittas, V., and Katsoulas, N. (2001). Influence of whitening on greenhouse microclimate and crop energy. Agricultural and Forest Meteorology, 107, Clawson, K.L., Jackson, R.D., Pinter, J.R., and P. J. (1989). Evaluating plant water stress with canopy temperature differences. Agronomy Journal, 81, Genc, L., Demirel, K., Camoglu, G., Asik, S., and Smith, S. (2011). Determination of plant water stress using spectral reflectance measurements in watermelon (Citrullus vulgaris). American- Eurasian Journal Agriculture & Environment Science, 11, Jones, C.J., Weckler, P.R., Maness, N.O., Jayasekara, R., Stone, M.L., and Chrz, D. (2007). Remote Sensing to Estimate Chlorophyll Concentration in Spinach Using Multi-Spectral Plant Reflectance. American Society of Agricultural and Biological Engineers, ISSN , Vol. 50 (6): Jones, C.L., Weckler, P.R. Maness, N.O., Stone, M.L., and Jayasekara, R. (2004). Estimating Water Stress in Plant Using Hyperspectral Sensing. Annual nternational Meeting Sponsored By ASAE/CSAE, Paper Number Kim Y., Glenn, D.M., Park, J., Ngugi, H.K,. and. Lehman, B.L. (2010). Hyperspectral image analysis for plant stress detection. Annual International Meeting, Paper Numbre Köksal, E.S., Güngör, Y., and Yildirim, Y.E. (2010). Spectral reflectance characteristics of sugar beet under different levels of irrigation water and relationships between growth parameters and spectral indexes. Irrigation and Drainage, 60, Köksal, E.S. (2011). Hyperspectral reflectance data processing through cluster and principal component analysis for estimating irrigation and yield related indicators. Agricultural Water Management, 98,

22 Π.4.1-v2 «Ευφυής έλεγχος και διαχείριση αειφορικών θερμοκηπίων (GreenSense)» 22 Liu, L., Wang, J., Huang, W., Zhao, C., Zhang, B. Tong, and Q. (2004). Estimating winter wheat plant water content using red edge parameters. International Journal of Remote Sensing, 25:17, Peňuelas, J. and Inoue, Y. (1999). Reflectance indices indicative of changes in water and pigment contents of peanut and wheat leaves. Photosynthetica, 36 (3): Sarlikioti, V., Driever, S.M., Marcelis, L.F.M. (2010). Photochemical reflectance index as a mean of monitoring early water stress. Ann. Appl. Biol. 157, Shimada, S., Funatsuka, E., Ooda, M., and Takyu, M. (2012). Developing the monitoring method for plant water stresss. Journal or Arid Land Studies, 22-1, Suárez, L., Zarco-Tejada, P. J., Berni, A. J., González-Dugo, V., and Fereres, E. (2009). Modelling PRI for water stress detection using radiative transfer models. Remote Sensing of Environment, 113, Tsirogiannis, I.L., Katsoulas, N., Savvas, D., Karras, G., and Kittas, C.(2010). Relationships between Reflectance and Water Status in a Greenhouse Rocket (Eruca Sativa Mill.) Cultivation. Department of Floriculture and Landscape Architecture. Facutly of Agricultural Technology. Vogelmann, J.E., Rock, B.N., and Moss, D.M. (1993). Red edge spectral measurements from sugar maplel. International Journal of Remote Sensing, 14:8,