CÓRDOBA 14 abr. (EUROPA PRESS) -
O Instituto de Agricultura Sustentável do Conselho Superior de Pesquisas Científicas (IAS-CSIC) coordenou dois estudos que utilizam tecnologia subnanométrica — imagens hiperespectrais obtidas com uma resolução entre 100 e 300 vezes superior à dos sensores padrão — e termografia para detectar variações fisiológicas que permitem compreender melhor os efeitos da irrigação na fotossíntese, bem como a detecção precoce de pragas e doenças.
Especificamente, o estudo publicado na Remote Sensing of Environment, a revista de maior prestígio no campo da teledetecção, representa um avanço que revela como a teledetecção com resolução espectral subnanométrica é capaz de capturar a dinâmica da fotossíntese e da transpiração durante diferentes fases de estresse hídrico, bem como durante a reidratação, conforme informado pelo IAS-CSIC.
O trabalho foi realizado na cultura da amêndoa, revelando novas perspectivas para uma irrigação de precisão baseada no monitoramento preciso e combinado da fluorescência e da temperatura como indicadores da fotossíntese e da transpiração nessa cultura.
A resposta das plantas ao estresse hídrico implica mudanças tanto na transpiração quanto na fotossíntese, e a relação entre esses processos varia durante as diferentes fases fenológicas, bem como em função do nível de estresse hídrico atingido.
Atualmente, as decisões de irrigação de precisão baseiam-se principalmente na medição da transpiração e do potencial hídrico como indicadores de estresse, utilizando a teledetecção térmica como a tecnologia mais direta para a tomada de decisões. No entanto, essa prática não permite um acompanhamento adequado da fotossíntese, o que pode repercutir tanto no rendimento quanto na qualidade do fruto.
Assim, o referido estudo, liderado por Na Wang e viabilizado graças a uma ampla colaboração internacional coordenada pelo IAS-CSIC, que abrange, além da Espanha, a Austrália, a Coreia do Sul, a Alemanha e a China, com equipes do QuantaLab & IrriSens do Instituto de Agricultura Sustentável do CSIC, HypersensLab da Universidade de Melbourne, Universidade Nacional de Seul, Agriculture Victoria, Universidade Normal de Nanjing e Universidade Técnica de Munique, TUM, representou um avanço na teledetecção hiperespectral ao utilizar um sensor de resolução subnanométrica para quantificar a fluorescência da clorofila induzida pelo sol por meio do preenchimento espectral nas chamadas linhas de Fraunhofer (F) para utilizá-las como indicadores de fotossíntese, método que requer uma resolução espectral muito alta, da ordem de 0,1 a 1 nm.
A resolução espectral utilizada nesses estudos é, a título de exemplo, cerca de 50 vezes melhor do que a dos sensores hiperespectrais padrão e entre 150 e 350 vezes superior à das bandas do satélite Sentinel-2 da Agência Espacial Europeia.
"Os resultados mostram que, embora a temperatura da cultura se recupere rapidamente após a retomada da irrigação devido ao aumento da transpiração, a fotossíntese, monitorada por meio da fluorescência, permanece parcialmente afetada, o que indica limitações bioquímicas e fotoquímicas prolongadas mesmo após a normalização do estado hídrico”, explica o pesquisador do IAS-CSIC Pablo Zarco, coordenador do trabalho.
Além disso, ele indica que “também há fortes diferenças diurnas entre a fluorescência vermelha e a infravermelha, à medida que as amendoeiras respondem ao estresse durante o dia, observação que depende do nível de estresse hídrico em que se encontram”.
Dessa forma, este estudo destaca que os indicadores térmicos, por si só, podem ignorar a deterioração fotossintética em situações específicas de estresse hídrico prolongado, ressaltando a importância de integrar o monitoramento de indicadores como a fluorescência clorofílica para uma melhor caracterização do estado fisiológico nas estratégias de irrigação da amendoeira.
NOVA FRONTEIRA
Por outro lado, a pesquisa liderada por Anirudh Belwalkar e realizada entre a Universidade de Melbourne (Austrália) e a Universidade Técnica de Munique (Alemanha), coordenada pelo QuantaLab do Instituto de Agricultura Sustentável do CSIC, demonstra como esse sensor hiperespectral subnanométrico, capaz de detectar bandas espectrais extremamente estreitas, também abre uma nova fronteira na teledetecção de doenças.
“A imagem subnanométrica permitiu detectar alterações fisiológicas sutis e precoces causadas por patógenos vasculares antes que surgissem sintomas visíveis”, observa Zarco, que esclarece que “combinando imagens hiperespectrais subnanométricas aéreas com informações térmicas, conseguimos detectar infecções por Verticillium dahliae em estágio inicial em oliveiras sob condições controladas de estresse hídrico”. “Esta é uma situação em que a termografia tradicional falha, por não ser capaz de detectar alterações na transpiração induzida pelo patógeno, que bloqueia o sistema vascular”, afirmou.
Este trabalho abre novas perspectivas para a detecção precoce do estresse biótico e representa um caminho promissor para ferramentas de monitoramento da saúde vegetal de última geração baseadas em características espectrais subnanométricas. O estudo amplia os limites do que a imagem hiperespectral pode revelar para a detecção precoce do estresse e das interações planta-patógeno, e fortalece o vínculo entre fisiologia vegetal, espectroscopia e agricultura de precisão.
Ambos os trabalhos liderados pelo IAS-CSIC mostram que a fronteira da teledetecção já se encontra em resoluções espectrais inferiores ao nanômetro, direcionando desenvolvimentos futuros para tecnologias que permitam a captura de imagens hiperespectrais de culturas na escala espectral do angstrom.
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