Journals / Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 7 - Sayı: 2

Toprak Profil Duvarında Farklı Regresyon Ağacı Algoritmaları Kullanılarak Sayısal Renk Parametreleri ile Organik Maddenin Tahmin Edilmes

Using Different Regression Tree Algorithms to Predict Soil Organic Matter with Digital Color Parameters in Soil Profile Wall

Pages
326–336
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Araştırma, CART algoritmasının laboratuvar koşullarında elde edilen sayısal renk parametreleri ile OM miktarının yüksek başarı performansı (R2=0.89) ile tahmin edilmesinde hızlı ve ekonomik olarak kullanılabileceğini ortaya çıkarmıştır.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Toprak organik maddesi toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri ile sürdürülebilir toprak ve tarım için oldukça kritik bir role sahiptir.
📊
Key Findings & Data:Toprak profil duvarı (1x1m) kazılmış ve 10x10 cm'lik grid hücrelere bölünmüştür.
💡
Conclusion & Impact:Araştırma, CART algoritmasının laboratuvar koşullarında elde edilen sayısal renk parametreleri ile OM miktarının yüksek başarı performansı (R2=0.89) ile tahmin edilmesinde hızlı ve ekonomik olarak kullanılabileceğini ortaya çıkarmıştır.
🔬Design:Lab & Field Experiment
📍Scope:100 adet
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

Toprak organik maddesi toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri ile sürdürülebilir toprak ve tarım için oldukça kritik bir role sahiptir. Toprak organik maddesinin çabuk ve düşük maliyetle tahmin edilmesi hassas tarım için temel veri desteği sağlayabilir. Çalışma alanı Eskişehir ili Muttalıp merası sınırları içerisinde yeralmaktadır. Toprak profil duvarı (1x1m) kazılmış ve 10x10 cm'lik grid hücrelere bölünmüştür. Toprak profil duvarından herbir grid hücreden grid yöntemi ile toplam 100 adet toprak örneği alınmıştır. Toprak örneklerinde sayısal renk parametrelerinin belirlenmesi grid örnekleme modeline bağlı olarak hem arazi hem de lobaratuvar koşullarında gerçekleştirilmiştir. Profil duvarından arazi ve laboratuvar koşullarında elde edilen CIE Lab değerleri ve organik madde miktarının jeoistatistiksel olarak dağılım haritalarında Ordinary Kriging interpolasyon metodu kullanılmıştır. Sayısal renk parametreleri ile organik madde miktarının tahmin edilmesinde CHAID, Ex-CHAID ve CART regresyon ağacı algoritmaları kullanılmıştır. Toprak profil duvarında organik madde miktarı yüzey topraklarda %4.65-10.54 arasında değişirken yüzey altı topraklarda %0.01-0.41 arasında değişmektedir. Araştırma sonuçlarına göre, OM miktarının tahmin edilmesinde laboratuvar koşullarında elde edilen CIE Lab değerlerinin laboratuvar koşullarında elde edilen CIE Lab değerlerinden daha etkilidir. Araştırma, CART algoritmasının laboratuvar koşullarında elde edilen sayısal renk parametreleri ile OM miktarının yüksek başarı performansı (R2=0.89) ile tahmin edilmesinde hızlı ve ekonomik olarak kullanılabileceğini ortaya çıkarmıştır.

Özet

Soil organic matter has a critical role for the physical, chemical and biological properties of the soil and for sustainable soil and agriculture. Quick and cost-effective prediction of soil organic matter can provide basic data support for precision agriculture. The study area is located in the Muttalip pasture of Tepebaşı, Eskişehir. The soil profile wall (1x1 m) was dug and divided into 10x10 cm raster cell. A total of 100 soil samples were taken from center of each raster cell of the soil profile wall. The field-based and lab-based digital color parameters (CIE Lab) were measured depending on the grid sampling model. The ordinary Kriging interpolation method was used in geostatistical distribution maps of the amount of organic matter (OM) and field-based and lab-based CIE Lab values. CHAID, Ex-CHAID, and CART regression tree algorithms were used to predict the OM with field-based and lab-based CIE Lab values. The OM in the soil profile wall varies between 4.65-10.54% in the topsoils, while it varies between 0.01-0.41% in the subsoils. According to the results, lab-based CIE Lab values obtained high predicting performance and more effective than field-based CIE Lab values. It concluded that the CART algorithm can be used rapidly and economically in prediction OM with high prediction performance (R2=0.89) with lab-based digital color parameters.

🔖

Cite This Article

GÖZÜKARA, G., BAŞER, E. (2021). Toprak Profil Duvarında Farklı Regresyon Ağacı Algoritmaları Kullanılarak Sayısal Renk Parametreleri ile Organik Maddenin Tahmin Edilmes. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, Cilt: 7 - Sayı: 2, 326–336. https://ajindex.com/articles/321607

References (12)

  1. Acar, M., Celik, I., & Günal, H. (2018). Effects of long-term tillage systems on aggregate-associated organic carbon in the eastern Mediterranean region of Turkey. Eurasian Journal of Soil Science, 7(1), 51-58.
  2. Aertsen, W., Kint,V., Orshoven, J., Özkan, K., & Muys, B. (2010). Comparison and ranking of different modeling techniques for prediction of site index in Mediterranean mountain forests. Ecological Modelling, 221, 1119-1130.
  3. Aksahan, R., & Keskin, I. (2015). Determination of the some body measurements effecting fattening final live weight of cattle by the regression tree analysis. Selçuk Journal of Agriculture and Food Science, 2, 53-59.
  4. Aktaş, T., & Yüksel, O. (2020). Effects of vermicompost on aggregate stability, bulk density and some chemical characteristics of soils with different textures. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 17(1), 1-11.
  5. Alaboz, P., Demir, S., & Dengiz, O. (2020). Determination of spatial distribution of soil moisture constant using different interpolation model case study, Isparta Atabey Plain. Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 17(3), 432-443.
  6. Allison, L. E., Moodie, C. D. (1965). Carbonate, agronomy monograph, methods of soil analysis. Part 2. In: Chemical and Microbiological properties, Agronomy. 9.2. American Society of Agronomy, Wisconsin, pp. 1379-1396.
  7. Altay, Y., Boztepe, S. Eyduran, E., Keskin, İ., Tariq, M. M., Bukhari, F. A. & Ali, I. (2021). Description of factors affecting wool fineness in Karacabey Merino Sheep using Chaid and Mars Algorithms. Pakistan Journal of Zoology, 53(2), 691-697.
  8. Altunbaş, S., Demirel, B. Ç., Gözükara, G., & Erol. S. (2020). Determination of land capability classes of some soils developing on alluvial lands. International Journal of Agriculture and Wildlife Science, 6(3), 638-646.
  9. Barret, L. R. (2002). Spectrophotometric color measurement in situ in well drained sandy soils. Geoderma, 108, 49-77.
  10. Black, C. A. (1965). Methods of Soil Analysis Part 2, Amer. Society of Agronomy Inc., Publisher Madison, Wisconsin, U.S.A. Bouyoucos, G. J. (1953). An improved type of soil hdyrometer. Soil Science, 76, 377-378.
  11. Budak, M., Günal, H., Süer, M., & Akbaş, F. (2018). Determination of some physical and chemical characteristics of soil properties from digital color parameters. Harran Journal of Agriculture and Food Science, 22(3), 376-389.
  12. Çelik, İ., Günal, H., Acar, M., Acir, N., Barut, Z.B., & Budak, M. (2020). Evaluating the long-term effects of tillage systems om soil structural quality