• Dati iperspettrali
• Spettroscopia

Il presente lavoro ha avuto lo scopo di esplorare le potenzialità della spettroscopia di vegetazione full-range (350-2500 nm) nel caratterizzare, in modo rapido e non distruttivo, le alterazioni fisiologiche indotte da condizioni di stress in foglie di girasole (Helianthus annuus L.) coltivato in pieno campo.
Utilizzando la Partial Least Squares Regression, sono stati sviluppati modelli spettrali per stimare da dati di riflettanza fogliare numerosi parametri relativi a: processo fotosintetico/traspirativo [fotosintesi netta (A), traspirazione (E), conduttanza stomatica (gs), concentrazione intercellulare di CO2 (Ci), efficienza istantanea (WUEi) ed intrinseca di uso dell’acqua (WUEin), efficienza istantanea di carbossilazione (A/Ci)]; performance del fotosistema II [PSII; fluorescenza minima nello stato adattato al buio (F0), efficienza fotochimica massima del PSII in un campione adattato al buio (Fv/Fm), efficienza operativa del PSII in condizioni di luce (ΦPSII), tasso di trasporto elettronico (ETR), quenching fotochimico (qP), quenching non-fotochimico (qN)]; stato idrico [potenziale idrico (Ψw), potenziale osmotico (Ψπ), Ψπ al massimo turgore (Ψπ100), contenuto idrico relativo (RWC), succulenza (Suc)]; contenuto in clorofilla (ChlSPAD) e morfologia (superficie fogliare specifica, SLA).
I migliori risultati sono stati prevalentemente ottenuti con la regione spettrale full-range (400-2400 nm), utilizzata per A, E, gs, WUEin, A/Ci, F0, Fv/Fm, ΦPSII, ETR, qP, qN, Succ, ChlSPAD e SLA; 1400-2400 nm si è rivelato il range più opportuno per le stime di Ci e WUEi; 950-2400 nm per Ψw, Ψπ, Ψπ100 e RWC. Un’ottima accuratezza è stata ottenuta per le stime di A, E, A/Ci, ΦPSII, ETR, qP e ChlSPAD [coefficiente di determinazione (R2): 0,76-0,84] e una buona precisione è stata riscontrata per gs, qN, Ψw, Ψπ, Succ e SLA (R2: 0,61-0,67). Una mediocre accuratezza è stata invece osservata per Ci, WUEi, WUEin, F0, Fv/Fm, Ψπ100 e RWC (R2: 0,43-0,54).
Confrontando le firme spettrali, è stata inoltre confermata la sensibilità dei profili di riflettanza (400-2400 nm) nei confronti dello stadio fenologico della pianta, così come, aspetto maggiormente centrato con gli scopi principali dello studio, la possibilità di discriminare con elevata accuratezza (95% di successo) le piante controllo da quelle trattate con un inibitore della via metabolica dell’acido scichimico, essenziale per la biosintesi di aminoacidi aromatici nelle piante. L’effetto del trattamento risultava già evidente dalle variazioni dei parametri stimati dai profili di riflettanza mediante noti indici spettrali o attraverso i coefficienti forniti dai modelli statistici qui sviluppati.
Il presente lavoro mostra con chiarezza le potenzialità della spettroscopia nella diagnosi di agenti eziologici sulla vegetazione. Risultati diagnostici promettenti risultano, inoltre, emergere anche da analisi preliminari condotte su dati raccolti in remoto mediante sensori multispettrali montati su drone.