Un estudio reciente dirigido por Texas A&M AgriLife Research ha demostrado que un radar de penetración terrestre, o GPR, se puede utilizar eficazmente para detectar las raíces finas de las plantas, ayudar a los productores agrícolas a identificar qué variedades de cultivos se adaptan mejor a las condiciones de su campo.

"Para satisfacer la creciente demanda mundial de alimentos, la producción de cultivos agrícolas debe duplicarse para 2050, "dijo el Dr. Xuejun Dong, un fisiólogo de cultivos de suelos de AgriLife Research en el Centro de Investigación y Extensión AgriLife de Texas A&M en Uvalde. "Está ampliamente aceptado que los esfuerzos de mejoramiento centrados en los rasgos de la superficie por sí solos no son suficientes para lograr el rendimiento agrícola necesario para satisfacer esta demanda mundial futura. Sentimos que cambiar el énfasis al análisis del sistema de raíces proporcionaría un medio adicional para ayudar a los productores agrícolas a cumplir con este requisito. meta importante ".

Dong dijo que un factor limitante importante para la evaluación de cultivos ha sido la falta de métodos eficientes de fenotipado de raíces para su uso en el campo.

"Sabíamos que el radar de penetración terrestre había sido una técnica no invasiva ampliamente utilizada en la detección de raíces aproximada, pero aún se desconocía la aplicabilidad de GPR para detectar las raíces finas de cultivos agrícolas. El objetivo de este estudio fue evaluar la viabilidad de utilizar GPR para detectar raíces finas en condiciones de campo ".

Dong dijo que él sabía que este era el primer estudio que mostraba el alto potencial del uso de GPR para detectar raíces finas en cultivos agrícolas.

El estudio, titulado "El radar de penetración en el suelo (GPR) detecta las raíces finas de los cultivos agrícolas en el campo, "También participaron investigadores adicionales del centro de Uvalde, Texas A&M AgriLife se centra en Amarillo y Weslaco, el Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y la Fundación Samuel Roberts Noble en Ardmore, Oklahoma

Se llevó a cabo en cuatro ciudades de Texas:Amarillo, Dilley, Uvalde y Weslaco, con diferentes tipos de suelo y condiciones de humedad del suelo.

"El desarrollo positivo de las raíces finas es necesario para que las plantas maximicen su ingesta de agua y nutrientes, "dijo el Dr. Daniel Leskovar, Director del centro Uvalde y uno de los investigadores del estudio. "Ser capaces de utilizar un radar de penetración del suelo para evaluar y evaluar la estructura fina de las raíces de diferentes variedades de cultivos nos proporcionaría otra arma poderosa en nuestro arsenal para la selección y el mejoramiento de plantas".

El estudio proporcionó una comparación de los parámetros de raíz medidos por el núcleo y estimados por GPR que representan las relaciones más significativas para los cultivares de trigo, estudió en Amarillo y Uvalde, y cultivares de caña de azúcar, Estudió en Weslaco. Se escanearon varios cultivares de trigo de invierno y caña de azúcar con un radar de penetración terrestre en 1, 600 megahercios. En cada transecto de medición, la antena GPR se movió a una velocidad constante a una distancia de 3 metros paralela a las filas de plantas y entre las dos filas del medio en cada una de las parcelas.

Los núcleos de suelo se recolectaron inmediatamente después del escaneo y las muestras de núcleos que contenían raíces se almacenaron en un congelador hasta su procesamiento. Luego, las raíces se limpiaron y escanearon en un escáner de superficie plana donde se analizó el diámetro de la raíz. Después de escanear, las raíces se secaron al horno hasta que se registró masa constante y masa seca de raíz.

"Para comparar mejor la señal GPR con los valores de raíz medidos de los núcleos del suelo, Los perfiles de radar se seccionaron con la mayor cantidad de señal concentrada en la capa superior del suelo para su posterior análisis. Dong dijo. "También observamos la intensidad de los píxeles en comparación con los diferentes índices GPR".

Dong dijo que los resultados del estudio mostraron relaciones significativas entre los rasgos de la raíz y las señales de GPR.

"Se encontraron relaciones significativas y la precisión de la detección de raíces fue mayor en suelos arcillosos húmedos que en suelos arenosos secos, ", dijo." También encontramos que la intensidad de píxel GPR promedio sin un umbral de intensidad puede ser mejor para reflejar la información de la raíz ".

Más importante, él dijo, El estudio mostró que tanto el diámetro fino de la raíz como la biomasa podían detectarse mediante un radar de penetración terrestre. dependiendo de las condiciones del suelo.

"Esto significa que podemos usar GPR para determinar más rápidamente la idoneidad de varios cultivares en diferentes condiciones de suelo, de modo que podamos evaluar cuáles podrían ser los mejores para plantar en esas condiciones para ayudar a garantizar el rendimiento y la calidad de cultivo más positivos".