Scienziati e ingegneri agrari dell'Università di Adelaide hanno identificato un potenziale nuovo strumento per lo screening delle colture di cereali per i danni da gelo.

La loro ricerca, pubblicato questa settimana sulla rivista Ottica Express , ha dimostrato di poter schermare con successo le piante di orzo per i danni da gelo in modo non distruttivo con la tecnologia di imaging che utilizza onde terahertz (che si trovano tra le microonde e le onde infrarosse sullo spettro elettromagnetico).

"Si stima che il gelo costi ai coltivatori di cereali australiani 360 milioni di dollari in perdite dirette e indirette ogni anno, " afferma il leader del progetto, il professor Jason Able, presso la Facoltà di Agraria dell'Università, Cibo e vino.

"Per ridurre al minimo le perdite economiche significative, è fondamentale che le decisioni dei coltivatori se tagliare il raccolto per il fieno o continuare a raccogliere siano prese subito dopo che si è verificato il danno da gelo. Però, analizzare i chicchi in via di sviluppo per i danni da gelo è difficile, richiede tempo e comporta un campionamento distruttivo."

I danni da gelo possono verificarsi quando gli organi riproduttivi della pianta sono esposti a temperature dell'aria inferiori a 0°C durante la stagione di crescita, con l'entità del danno dipendente dalla gravità e dal verificarsi di eventi di gelo.

Le colture di cereali come l'orzo e il grano mostrano un'ampia gamma di suscettibilità ai danni da gelo a seconda della genetica, pratiche di gestione, condizioni ambientali e loro interazioni. Per esempio, una differenza di temperatura di un grado potrebbe causare un'escalation dei danni da gelo dal 10% al 90% nel grano.

Supportato dal Waite Research Institute dell'Università e dalla Grains Research and Development Corporation, i ricercatori hanno testato se un sistema di imaging all'avanguardia presso il Terahertz Engineering Laboratory della School of Electrical and Electronic Engineering, potrebbe essere usato per scansionare sia l'orzo che gli spighe di grano alla ricerca di danni da gelo.

Le onde terahertz sono in grado di penetrare nella punta per determinare le differenze tra i grani smerigliati e non smerigliati.

"I picchi di orzo e grano soggetti al gelo non mostrano necessariamente sintomi per molti giorni fino a dopo l'evento del gelo, " afferma il professor Able. "Questa tecnologia promette di identificare i danni da gelo prima che i sintomi possano essere rilevati visibilmente".

I ricercatori, inclusa la dottoressa Wendy Lee, Dr. Ariel Ferrante e Professore Associato Withawat Withayachumnankul, hanno scoperto che l'imaging a terahertz può discriminare tra spighe d'orzo smerigliate e non congelate, e che i risultati erano ripetibili su molte scansioni. Questa tecnologia di imaging è stata anche in grado di determinare le singole posizioni dei grani lungo la lunghezza del singolo picco.

"Questa tecnologia potrebbe essere sviluppata in uno strumento basato sul campo, che potrebbero essere utilizzati da coltivatori e agronomi per assistere nella gestione delle colture e contribuire a ridurre al minimo le perdite dovute al gelo, " afferma il professor Able. "La tecnologia così com'è potrebbe essere utilizzata anche dai coltivatori di piante per prendere decisioni di selezione più rapide e più informate sulle prestazioni di una linea di allevamento rispetto a molte altre".