Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)
4. szám - Fülöp István Antal–Józsa János: A neruális hálózatok világa
Új módszerek a nád minősítésében Fischl Géza Berke József Növényvédelmi Intézet, Szaktanácsadási, Továbbképzési Növénykórtani Tanszék, és Informatikai Központ, PATE Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Keszthely, 8360. Keszthely, Deák F. u. 16. Kivonat: A nádasok és a nád minősítése több szempont alapján történhet. A szerzők eddigi vizsgálataik alapján két olyan nád minősítési eljárásra tesznek javaslatot, amelyek alkalmasak egyrészt a nádasok, másrészt a nád ipari felhasználásának minősítésére is. Az új mérőműszer kifejlesztésével objektív módon lehet megállapítani a nád intemódiumok törési súlyát, azaz a nád szilárdságát. A másik módszer a számítástechnikában jól ismert digitális képanalízis felhasználása. Kulcsszavak: nád minősítés, internódium törési súly, digitális képfeldolgozás ságával, az intemódiumok hosszával, s különösen az intemódiumok átmérőjével. Az összefüggés vizsgálatok alapján a korrelációs koefficiens (R2) értéke szoros összefüggést mutat a törési súly és az intemódium átmérő között (R2 , 0,7582). A módszertani részben említett digitális képanalízis céljára az egyes mintavételi helyekről begyűjtött nádszálak internódiumait (helyenként 10-10 intemódium) CCD kamerával rögzítettük, a képeket digitalizáltuk és a referencia értékek ismeretében kiszámítottuk a nádszálak által kitakart felületeket (cm2). A feldolgozások során kapott digitális felvételek és a képekről készült hisztogrammok adatait összevetve a korábban megállapított adatokkal jól érzékelhető egybeesés figyelhető meg a különböző helyekről gyűjtött minták között. Az örvényesi mintáknál az egészséges, a degradált és a nádgubacslégy által károsított minták esetében az eltérések nagyobbak (20-45 %), mint az egyes mintavételi helyek közötti különbségek. A törési súlyok nádszálon belüli változását jól mutatják a lefutási görbék. Abstract: The authors proposed two methods for qualification of reed. One of them founded on measure mechanical resistance of intemode with special apparatus develop by authors and Envirotech Ltd. Another method based on adaptation of digital image processing. The new methods suitable for qualification of reed and reed stands. Keywords: qualification of reed, new methods, mechanical resistance, digital image processing. FISCHL GÉZA BERKE JÓZSEF dr.habil, a mezőgazdaságtudomány kandidátusa, egyetemi docens számítástechnikai munkatárs. Bevezetés A nád a vízi- és mocsári ökoszisztémák meghatározó faja. A nádasokban lejátszódó különböző folyamatok nyomon követése, a nádasok minősítése több szempont szerint történik. A Kovács (1993) által javasolt "nádas osztályozási" módszer figyelembe veszi az állomány struktúráját, vitalitását, területi nagyságát, a kezelés (aratottság) módját, az avas nád jelenlétét, utal a nád ipari hasznosíthatóságára, de a környezetvédelmi szempontokra is kitér. Fentiek alapján a nád I-V. osztályba sorolható. Az érvényben lévő magyar szabványok elsősorban a nád ipari minősítésének szempontjait határozzák meg (MSZ 10201-78, MSZ 11922-78). Ezek részben objektív, részben vizuális minősítési elemeket tartalmaznak. Pl. a nád szilárdságát a nád "suhintásával" állapítják meg. Külföldi irodalmi adatok szerint - elsősorban kutatási céllal - műszeres mérésekkel ellenőrzik a nád rugalmasságát, szilárdságát, a nádszálak törési mutatóit (Raghi-Ann und Bornkamm 1980, Ostendorp 1995, Coops 1996). Utóbbi értékek megállapítására közel hasonló mérőműszereket fejlesztettek ki, ugyanakkor a vizsgálatok célja szerint maga a mérés, más-más alapelven nyugszik. Anyag és módszer A vizsgálatsorozatba a Balaton É-i partján, különböző helyekről gyűjtött nádmintákat vontunk be. A mintákat a gyűjtés helyein a már említett I-V. osztályokba soroltuk. Gyűjtési helyenként 10-10 átlagosnak ítélt nádszálat laboratóriumban vizsgáltunk. Megmértük a nádszálak teljes magasságát, az intemódiumok hosszát és átmérőjét, megszámoltuk az internódiumokat. Ezt követően egy, az Envirotech Kft közreműködésével általunk kifejlesztett műszerrel megmértük minden egyes intemódium törési súlyát, amit kg-ban fejeztünk ki. A mérés lényege, hogy a nádszálat mindig az adott internódiumot határoló két nódusznál alátámasztottuk, és mindig az intemódium közepén történt a nyomás kifejtése a törési súly megállapítása érdekében. A műszer digitális kijelzője regisztrálta a törési súly értékeit. A másik módszernél a begyűjtött nádmintákból, minden vizsgálati helyről, a 10 nádszál alulról számított 5. internódiumát kivágták. Az így előkészített mintákról, a referencia értékek felvételét követően számítógépes digitális felvételek készültek. A vizsgálat elvi menetét korábbi publikációink részletesen tárgyalják (Berke et al. 1993, Berke et al. 1994). A kapott alapadatokból biometriai módszerekkel számításokat végeztünk. Eredmények A különböző helyekről gyűjtött nád magasságát, az intemódiumok számát, hosszúságát, átmérőjét részletesen elemeztük. Az adatok alapján egyértelmű, hogy a különböző élőhelyekről gyűjtött nád e paraméterei eltérnek egymástól. A különbségek elérhetik a 8-25 %-ot is. Külön elemeztük az intemódiumok törési súlyának összevont értékeit a mintavételi helyek alapján. Ezeket az adatokat összevetve a már mért korábbi mutatókkal, egyértelművé válik, hogy a törési súly jól korrelál a nád magas Összefoglalás A nádasok és a nád minősítése több szempont alapján történik. A módszertani fejlesztéssel kialakított mérőműszer segítségével mért internódium törési súly értékek alapján lehetőség nyílik a nád egy újabb szempont alapján történő minősítésére, amely a nád ipari felhasználhatóságát is meghatározza. A digitális képanalízis, mint számítástechnikai eljárás szintén további információkat ad a nád minőségi mutatóiról. Köszönetnyilvánítás A kutatásokat az FM, a KKA és az OVIBER támogatta Irodalom Berke, J. - GyőrfTy, K. - Fischl, G. - Kárpáti, L. - Bakonyi, J. (1993) The application of digital image processing in the evaluation of agricultural experiments, 5"1 International Conference CAIP'93 Budapest Springer-VI, Lecture Notes in Computer Sc., 719: 780-787. Berke, J. - Kárpáti, L. - Györfly, K. - Fischl, G. (1994): Applied Digital Image Processing Methods in the Evaluation of Agricultural Experiments. A2-Science and Technology in the Alpine-Adriatic Region, 5:8-10. Coops, H. (1996): Helophyte zonation: impact of water depth and wawe exposure. Proefschrift. 100-110. Kovács, M. (1993): A nádasok osztályozása (kézirat). 1-4. MSZ 10201-78. A nád. 1-4. MSZ 11922-78. Nád mintavétele és vizsgálata. 1-3. Ostendorp, W. (1995): Estimation of mechanical resistance of lakeside Phragmites stands. Aquatic Botany, 51: 87-101. Raghl-Atri,F. - Bornkamm, R. (1980): Über Halmfestigkeit von Schilf (Phragmites australis /Cav./Trin. ex Steudel) bei unterschiedlicher Nahrstofiversorgung. Arch. Hydrobiol., 90: 1, 90-105. New methods to qualification of reed G. Fischl - J. Berke 311