Landbouwwetenschappers en ingenieurs van de Universiteit van Adelaide hebben een potentieel nieuw hulpmiddel geïdentificeerd voor het screenen van graangewassen op vorstschade.

Hun onderzoek, deze week gepubliceerd in het tijdschrift Optica Express , heeft aangetoond dat ze met succes gerstplanten op niet-destructieve wijze kunnen screenen op vorstschade met beeldvormingstechnologie met behulp van terahertz-golven (die tussen de microgolf- en infraroodgolven op het elektromagnetische spectrum liggen).

"Frost kost Australische graantelers naar schatting 360 miljoen dollar per jaar aan directe en indirecte verliezen. " zegt projectleider professor Jason Able, aan de Landbouwschool van de universiteit, Eten en wijn.

"Om aanzienlijk economisch verlies te minimaliseren, het is van cruciaal belang dat de beslissingen van telers om het gewas voor hooi te snijden of door te gaan met oogsten, snel worden genomen nadat er vorstschade is opgetreden. Echter, het analyseren van de zich ontwikkelende korrels op vorstschade is moeilijk, tijdrovend en omvat destructieve bemonstering."

Vorstschade kan optreden wanneer de voortplantingsorganen van de plant tijdens het groeiseizoen worden blootgesteld aan luchttemperaturen onder 0°C, waarbij de hoeveelheid schade afhankelijk is van de ernst en het optreden van vorstgebeurtenissen.

Graangewassen zoals gerst en tarwe vertonen een breed scala aan vatbaarheid voor vorstschade, afhankelijk van de genetica, managementpraktijken, omgevingsomstandigheden en hun interacties. Bijvoorbeeld, een temperatuurverschil van één graad kan leiden tot vorstschade die bij tarwe kan oplopen van 10% tot 90%.

Ondersteund door het Waite Research Institute van de universiteit en de Grains Research and Development Corporation, de onderzoekers testten of een ultramodern beeldvormingssysteem in het Terahertz Engineering Laboratory in de School of Electrical and Electronic Engineering, kan worden gebruikt om zowel gerst- als tarwepieken te scannen op vorstschade.

Terahertz-golven kunnen de piek doordringen om verschillen tussen berijpte en onberijpte korrels te bepalen.

"Gerst- en tarwepieken die aan vorst zijn blootgesteld, vertonen niet noodzakelijkerwijs symptomen gedurende vele dagen tot na de vorstgebeurtenis, " zegt professor Able. "Deze technologie is veelbelovend voor het identificeren van vorstschade voordat de symptomen zichtbaar kunnen worden gedetecteerd."

De onderzoekers, inclusief Dr. Wendy Lee, Dr. Ariel Ferrante en universitair hoofddocent Withawat Withayachumnankul, ontdekte dat terahertz-beeldvorming onderscheid kan maken tussen berijpte en onberijpte gerstpieken, en dat de resultaten herhaalbaar waren over vele scans. Deze beeldvormingstechnologie was ook in staat om individuele korrelposities langs de lengte van de individuele piek te bepalen.

"Deze technologie kan mogelijk worden ontwikkeld tot een veldgebaseerde tool, die door telers en agronomen kunnen worden gebruikt om te helpen bij hun gewasbeheer en om verliezen als gevolg van vorst tot een minimum te beperken, ", zegt professor Able. "De huidige technologie zou ook door plantenveredelaars kunnen worden gebruikt om snellere en beter geïnformeerde selectiebeslissingen te nemen over de prestaties van één veredelingslijn ten opzichte van vele andere."