Une étude récente menée par Texas A&M AgriLife Research a montré qu'un radar pénétrant dans le sol, ou GPR, peut être utilisé efficacement pour détecter les racines fines des plantes, aider les producteurs agricoles à identifier les variétés de cultures les mieux adaptées aux conditions de leurs champs.

« Pour répondre à la demande mondiale croissante de nourriture, la production agricole doit doubler d'ici 2050, " a déclaré le Dr Xuejun Dong, un physiologiste des cultures du sol AgriLife Research au Texas A&M AgriLife Research and Extension Center à Uvalde. « Il est largement admis que les efforts de sélection axés sur les seuls caractères aériens ne sont pas suffisants pour atteindre le rendement agricole nécessaire pour répondre à cette future demande mondiale. objectif important."

Dong a déclaré qu'un facteur limitant majeur pour l'évaluation des cultures était le manque de méthodes efficaces de phénotypage des racines à utiliser sur le terrain.

"Nous savions que le radar à pénétration de sol était une technique non invasive largement utilisée dans la détection des racines grossières, mais l'applicabilité du GPR dans la détection des racines fines des cultures agricoles était encore inconnue. L'objectif de cette étude était d'évaluer la faisabilité de l'utilisation du GPR pour détecter les racines fines dans des conditions de terrain. »

Dong a déclaré qu'à sa connaissance, il s'agissait de la première étude montrant le potentiel élevé de l'utilisation du GPR pour détecter les racines fines dans les cultures agricoles.

L'étude, intitulé « Le radar à pénétration de sol (GPR) détecte les racines fines des cultures agricoles dans le champ, " ont également impliqué des chercheurs supplémentaires du centre d'Uvalde, les centres Texas A&M AgriLife à Amarillo et Weslaco, le US Department of Agriculture Forest Service et la Samuel Roberts Noble Foundation à Ardmore, Oklahoma

Elle a été menée dans quatre villes du Texas :Amarillo, Dilley, Uvalde et Weslaco—avec différents types de sols et conditions d'humidité du sol.

"Le développement positif des racines fines est nécessaire pour que les plantes maximisent leur consommation d'eau et de nutriments, " a déclaré le Dr Daniel Leskovar, Directeur du centre d'Uvalde et l'un des chercheurs de l'étude. "Être capable d'utiliser un radar à pénétration de sol pour évaluer et évaluer la structure fine des racines de différentes variétés de cultures nous donnerait une autre arme puissante dans notre arsenal de sélection et d'amélioration des plantes."

L'étude a fourni une comparaison des paramètres racinaires mesurés au cœur et estimés par GPR décrivant les relations les plus significatives pour les cultivars de blé, étudié à Amarillo et Uvalde, et les cultivars de canne à sucre, étudié à Weslaco. Plusieurs cultivars de blé d'hiver et de canne à sucre ont été scannés avec un radar à pénétration de sol à 1, 600 mégahertz. Dans chaque transect de mesure, l'antenne GPR a été déplacée à vitesse constante sur une distance de 3 mètres parallèlement aux rangées de plantes et entre les deux rangées du milieu dans chacune des parcelles.

Les carottes de sol ont été prélevées immédiatement après la numérisation et les échantillons de carottes contenant des racines ont été conservés dans un congélateur jusqu'au traitement. Les racines ont ensuite été nettoyées et numérisées sur un scanner à plat où le diamètre des racines a été analysé. Après la numérisation, les racines ont été séchées au four jusqu'à masse constante et la masse sèche des racines a été enregistrée.

« Pour mieux comparer le signal GPR aux valeurs racinaires mesurées à partir des carottes de sol, les profils radar ont été sectionnés avec le plus de signal concentré sur la couche supérieure du sol pour une analyse plus approfondie, " a déclaré Dong. " Nous avons également examiné l'intensité des pixels par rapport aux différents indices GPR. "

Dong a déclaré que les résultats de l'étude ont montré des relations significatives entre les traits des racines et les signaux GPR.

"Des relations significatives ont été trouvées et la précision de la détection des racines était plus élevée dans les sols argileux humides que dans les sols sablonneux secs, ", a-t-il déclaré. "Nous avons également constaté que l'intensité moyenne des pixels GPR sans seuil d'intensité peut mieux refléter les informations de la racine."

Plus important encore, il a dit, l'étude a montré que le diamètre des racines fines et la biomasse pouvaient être détectés par un radar à pénétration de sol, selon les conditions du sol.

"Cela signifie que nous pourrons peut-être utiliser le GPR pour déterminer plus rapidement l'adéquation de divers cultivars dans différentes conditions de sol afin que nous puissions évaluer ceux qui pourraient être les meilleurs à planter dans ces conditions pour aider à assurer le rendement et la qualité des cultures les plus positifs. "