Undersøgelse viser, at jordgennemtrængende radar kan registrere fine rødder i afgrøder

En nylig undersøgelse ledet Texas A&M AgriLife Research har vist jordgennemtrængende radar, eller GPR, kan effektivt bruges til at opdage plantens fine rødder, hjælpe landbrugsproducenter med at identificere, hvilke afgrødesorter, der er bedst egnet til deres markforhold.

"For at imødekomme verdens voksende efterspørgsel efter mad, landbrugets afgrødeproduktion skal fordobles inden 2050, "sagde Dr. Xuejun Dong, en jordafgrødefysiolog fra AgriLife Research ved Texas A&M AgriLife Research and Extension Center i Uvalde. "Det er almindeligt accepteret, at avlsindsatsen fokuseret på egenskaber over jorden alene ikke er tilstrækkelig til at opnå det nødvendige landbrugsudbytte for at imødekomme denne fremtidige globale efterspørgsel. Vi følte, at skiftende vægt til analyse af rodsystemet ville give et yderligere middel til at hjælpe landbrugsproducenter med at opfylde dette vigtigt mål. "

Dong sagde, at en vigtig begrænsende faktor for afgrødevurdering har været manglen på effektive rodfænotypemetoder til brug i marken.

"Vi vidste, at jordgennemtrængende radar havde været en ikke-invasiv teknik, der i vid udstrækning blev brugt til grovrodsdetektering, men anvendeligheden af ​​GPR til påvisning af de fine rødder fra landbrugsafgrøder var stadig ukendt. Formålet med denne undersøgelse var at vurdere muligheden for at udnytte GPR til at opdage fine rødder under feltforhold. "

Dong sagde til hans viden, at dette var den første undersøgelse, der viste det store potentiale for at bruge GPR til at opdage fine rødder i landbrugsafgrøder.

Studiet, med titlen "Jordgennemtrængende radar (GPR) registrerer fine rødder af landbrugsafgrøder i marken, "involverede også yderligere forskere fra Uvalde -centret, Texas A&M AgriLife centre i Amarillo og Weslaco, US Department of Agriculture Forest Service og Samuel Roberts Noble Foundation i Ardmore, Oklahoma

Det blev gennemført i fire byer i Texas - Amarillo, Dilley, Uvalde og Weslaco - med forskellige jordtyper og jordfugtighedsforhold.

"Positiv finrodsudvikling er nødvendig for at planter kan maksimere deres indtag af vand og næringsstoffer, "sagde Dr. Daniel Leskovar, Uvalde centerdirektør og en af ​​undersøgelsesforskere. "At kunne bruge jordgennemtrængende radar til at evaluere og vurdere den fine rodstruktur af forskellige afgrødesorter ville give os endnu et kraftfuldt våben i vores arsenal til plantevalg og avl."

Undersøgelsen gav en sammenligning af kernemålede og GPR-estimerede rodparametre, der skildrer de mest betydningsfulde forhold for hvedekulturer, studerede i Amarillo og Uvalde, og sukkerrørsorter, studerede i Weslaco. Flere sorter af vinterhvede og sukkerrør blev scannet med jordgennemtrængende radar ved 1, 600 megahertz. I hver målingstransekt, GPR-antennen blev flyttet med en jævn hastighed over en 3-meters afstand parallelt med plantrækker og mellem de to midterste rækker i hver af parcellerne.

Jordkerner blev opsamlet umiddelbart efter scanning, og kerneprøverne indeholdende rødder blev opbevaret i en fryser indtil behandling. Rødderne blev derefter renset og scannet på en flatbed -scanner, hvor roddiameter blev analyseret. Efter scanning, rødder blev ovntørret, indtil konstant masse og rodtør masse blev registreret.

"For bedre at sammenligne GPR -signalet mod de målte rodværdier fra jordkernerne, radarprofiler blev sektioneret med det mest signal koncentreret på det øvre jordlag for yderligere analyse, "Sagde Dong." Vi kiggede også på pixelintensitet i forhold til de forskellige GPR -indekser. "

Dong sagde, at resultaterne af undersøgelsen viste betydelige sammenhænge mellem rodtræk og GPR -signaler.

"Der blev fundet betydelige sammenhænge, ​​og nøjagtigheden af ​​roddetektering var højere i våd lerjord end i tør sandholdig jord, "sagde han." Vi fandt også ud af, at den gennemsnitlige GPR -pixelintensitet uden intensitetstærskel kan være bedre til at afspejle rodinformation. "

Mest vigtigt, han sagde, undersøgelsen viste, at både fint roddiameter og biomasse kunne påvises ved hjælp af jordgennemtrængende radar, afhængig af jordforholdene.

"Dette betyder, at vi muligvis kan bruge GPR til hurtigere at bestemme forskellige sorters egnethed under forskellige jordbundsforhold, så vi kan vurdere, hvilke der kan være bedst at plante under disse forhold for at sikre det mest positive afgrødeudbytte og kvalitet."