AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results show that artificial neural networks can be used effectively, environmentally friendly, economically and innovatively as reliable prediction tools in thermal weed management to develop sustainable weed control strategies.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this research, it is aimed to accurately model hot water application, which is an environmentally friendly and innovative approach used in weed control in non-agricultural areas, with artificial neural networks. For this purpose, application time, weed growth period and weed aboveground and belowground biomass weights were used as input parameters. In the study, the exotic species Amaranthus blitoides L., Chenopodium botrys L., and Heliotropium europaeum L. were used, and solar energy was utilized as an energy source for heating the water. Deep artificial neural networks were used in the models. As a result of the research, the weights of the plants above and below the ground after the hot water application were modeled with an accuracy of 98.6% and 96% respectively. The best models were obtained in ANN 15 architectures for the above-ground weight of the plant and ANN 7 architectures for below weight. In the sensitivity analysis, the effects of hot water application times and weeds growth stages on the success of the method were calculated as 28.5% - 30.8% and 28.4% - 31.6% respectively. In addition to these results, the effects of weed weights that above and below of the soil surface on the hot water application method were calculated as 39.9% and 40.8%, respectively. This study further explores the environmental implications and practical applications of using hot water for non-chemical weed control. The modelling process incorporated 15 different ANN architectures; ANN 15 and ANN 7 demonstrated the best performance. The experimental framework was based on a greenhouse pot trial involving three common broad-leaved weed species found in urban and non-agricultural areas. Sensitivity analyses revealed the interaction between biological growth stages and application timing, emphasising the adaptability of the method. The results show that artificial neural networks can be used effectively, environmentally friendly, economically and innovatively as reliable prediction tools in thermal weed management to develop sustainable weed control strategies.
Özet
Bu araştırmada, tarım dışı alanlarda yabancı ot kontrolünde kullanılan çevre dostu ve yenilikçi bir yaklaşım olan sıcak su uygulamasının yapay sinir ağları ile doğru biçimde modellenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla uygulama zamanı, yabancı ot büyüme dönemi ve yabancı otların toprak üstü ve toprak altı biyokütle ağırlıkları giriş parametreleri olarak kullanılmıştır. Araştırmada Amaranthus blitoides L., Chenopodium botrys L. ve Heliotropium europaeum L. yabancı ot türleri kullanılmış olup, suyun ısıtılmasında yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak güneş enerjisinden yararlanılmıştır. Modellemelerde derin yapay sinir ağları kullanılmıştır. Araştırma sonucunda sıcak su uygulaması sonrası bitkilerin toprak üstü ve toprak altı ağırlıkları sırasıyla %98.6 ve %96 doğrulukla modellenmiştir. Bitkinin toprak üstü ağırlığı için ANN 15 mimarisinde, toprak altı ağırlığı için ise ANN 7 mimarisinde en iyi modeller elde edilmiştir. Duyarlılık analizinde sıcak su uygulama zamanlarının ve yabancı ot büyüme evrelerinin yöntemin başarısına etkileri sırasıyla %28.5 - %30.8 ve %28.4 - %31.6 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlara ek olarak, sıcak su uygulama yöntemi üzerinde toprak yüzeyinin üstünde ve altında bulunan yabancı ot ağırlıklarının etkileri sırasıyla %39.9 ve %40.8 olarak hesaplanmıştır. Bu çalışma, kimyasal olmayan yabancı ot kontrolünde sıcak su kullanımının çevresel etkilerini ve pratik uygulamalarını daha ayrıntılı olarak araştırmaktadır. Modelleme süreci 15 farklı YSA mimarisini içermektedir; YSA 15 ve YSA 7 en iyi performansı göstermiştir. Deneysel çerçeve, kentsel ve tarım dışı alanlarda bulunan üç yaygın geniş yapraklı yabancı ot türünü içeren bir sera saksı denemesine dayanmaktadır. Duyarlılık analizleri, biyolojik büyüme aşamaları ile uygulama zamanlaması arasındaki etkileşimi ortaya koyarak yöntemin uyarlanabilirliğini vurgulamaktadır. Sonuçlar, yapay sinir ağlarının sürdürülebilir yabancı ot kontrol stratejilerini geliştirmek için termal yabancı ot yönetiminde güvenilir tahmin araçları olarak etkili, çevre dostu, ekonomik ve yenilikçi biçimde kullanılabileceğini göstermektedir.