Un recente studio condotto da Texas A&M AgriLife Research ha mostrato che il radar penetra nel terreno, o GPR, può essere efficacemente utilizzato per rilevare le radici fini delle piante, aiutare i produttori agricoli a identificare quali varietà di colture sono più adatte alle condizioni del loro campo.

"Per soddisfare la crescente domanda mondiale di cibo, la produzione agricola deve raddoppiare entro il 2050, " ha detto il dottor Xuejun Dong, un fisiologo delle colture del suolo di AgriLife Research presso il Texas A&M AgriLife Research and Extension Center di Uvalde. "È ampiamente accettato che gli sforzi di selezione incentrati sui soli tratti fuori terra non siano sufficienti per ottenere la resa agricola necessaria per soddisfare questa futura domanda globale. Abbiamo ritenuto che spostare l'enfasi sull'analisi del sistema radicale fornirebbe un mezzo aggiuntivo per aiutare i produttori agricoli a soddisfare questo obiettivo importante».

Dong ha affermato che un importante fattore limitante per la valutazione delle colture è stata la mancanza di metodi efficienti di fenotipizzazione delle radici da utilizzare sul campo.

"Sapevamo che il radar a penetrazione del suolo era una tecnica non invasiva ampiamente utilizzata nel rilevamento grossolano delle radici, ma l'applicabilità del GPR nel rilevare le radici fini delle colture agricole era ancora sconosciuta. L'obiettivo di questo studio era valutare la fattibilità dell'utilizzo del GPR per rilevare le radici fini in condizioni di campo".

Dong ha detto a sua conoscenza che questo è stato il primo studio che mostra l'alto potenziale dell'utilizzo del GPR per rilevare le radici fini nelle colture agricole.

Lo studio, intitolato "Ground-penetrating radar (GPR) rileva le radici fini delle colture agricole nel campo, " ha coinvolto anche ulteriori ricercatori del centro di Uvalde, Centri Texas A&M AgriLife ad Amarillo e Weslaco, il servizio forestale del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti e la Samuel Roberts Noble Foundation di Ardmore, Oklahoma

È stato condotto in quattro città del Texas:Amarillo, Dilley, Uvalde e Weslaco, con diversi tipi di terreno e condizioni di umidità del suolo.

"Per le piante è necessario uno sviluppo positivo delle radici fini per massimizzare il loro apporto di acqua e sostanze nutritive, " ha detto il dottor Daniel Leskovar, Direttore del centro di Uvalde e uno dei ricercatori dello studio. "Essere in grado di utilizzare il radar che penetra nel terreno per valutare e valutare la struttura fine delle radici di diverse varietà di colture ci darebbe un'altra potente arma nel nostro arsenale per la selezione e l'allevamento delle piante".

Lo studio ha fornito un confronto tra i parametri delle radici misurati a cuore e stimati mediante GPR, che illustrano le relazioni più significative per le cultivar di frumento, studiato ad Amarillo e Uvalde, e cultivar di canna da zucchero, studiato a Weslaco. Diverse cultivar di grano invernale e canna da zucchero sono state scansionate con un radar che penetra nel terreno a 1, 600 megahertz. In ogni transetto di misurazione, l'antenna GPR è stata spostata a velocità costante su una distanza di 3 metri parallelamente alle file di piante e tra le due file centrali in ciascuna delle parcelle.

Le carote di terreno sono state raccolte immediatamente dopo la scansione e le carote contenenti le radici sono state conservate in un congelatore fino al momento della lavorazione. Le radici sono state quindi pulite e scansionate su uno scanner piano in cui è stato analizzato il diametro della radice. Dopo la scansione, le radici sono state essiccate in forno fino a registrare la massa costante e la massa secca delle radici.

"Per confrontare meglio il segnale GPR con i valori di radice misurati dalle carote del suolo, i profili radar sono stati sezionati con il segnale più concentrato sullo strato superiore del suolo per ulteriori analisi, "Dong ha detto. "Abbiamo anche esaminato l'intensità dei pixel rispetto ai diversi indici GPR".

Dong ha affermato che i risultati dello studio hanno mostrato relazioni significative tra i tratti della radice e i segnali GPR.

"Sono state trovate relazioni significative e l'accuratezza del rilevamento delle radici era maggiore nei terreni argillosi umidi rispetto ai terreni sabbiosi asciutti, " ha detto. "Abbiamo anche scoperto che l'intensità media dei pixel GPR senza una soglia di intensità potrebbe essere migliore per riflettere le informazioni di root".

Più importante, Egli ha detto, lo studio ha mostrato che sia il diametro delle radici fini che la biomassa potrebbero essere rilevati dal radar che penetra nel terreno, a seconda delle condizioni del suolo.

"Ciò significa che potremmo essere in grado di utilizzare il GPR per determinare più rapidamente l'idoneità di varie cultivar in diverse condizioni del suolo in modo da poter valutare quali potrebbero essere le migliori da piantare in quelle condizioni per garantire la resa e la qualità del raccolto più positive".