Le 05/06/2020
Capteurs à ultrasons sans contact : un outil pour déterminer l’état hydrique des plantes
L'irrigation durable de précision est définie comme un processus de prise de décision en temps réel visant à augmenter la productivité des cultures, la production alimentaire, l'efficacité dans l'utilisation de l'eau et l'absorption du C02, tout en réduisant au minimum l'impact environnemental et la main-d'œuvre humaine.
Pour ce faire, le PSI tient compte de plusieurs aspects du terrain comme la texture du sol et le stockage des eaux, les prévisions de pluie et la demande en eau atmosphérique, le stade phénologique des plantes ou la profondeur des racines des plantes, etc.
De nos jours, il est encore nécessaire d'avoir des capteurs plus robustes et moins chers, en particulier lorsqu'il s'agit des capteurs de plantes, qui impliquent un certain nombre de difficultés pratiques mais dont les informations sont essentielles concernant la santé et l'état des cultures végétales au cours du processus d'irrigation de précision [1].
Les capteurs à ultrasons sans contact se sont avérés être un outil puissant pour estimer de manière non destructive et non invasive l'état hydrique des feuilles de plantes chez plus de 50 espèces [2,3]. Plus récemment, il a été démontré que la combinaison de ces capteurs à ultrasons sans contact avec des algorithmes d'apprentissage en profondeur constitue un outil robuste pour la détermination instantanée, précise et non destructive de la teneur relative en eau dans les feuilles des plantes [4].
Dans cette étude, nous vous proposons une présentation de nos dernières données expérimentales comparant les mesures sur le terrain effectuées sur des feuilles de Clemenules x carrizo avec la chambre de pression traditionnelle et les capteurs à ultrasons sans contact. Les plantes sont dans trois états d'arrosage différents: un état entièrement hydraté, un état 50% en dessous du seuil d'irrigation et un état 75% en dessous du seuil d'irrigation.
Auteurs
Lola Fariñas: Département de technologie des aliments, Université Polytechnique de Valence (UPV) Valence, Espagne
Amparo Martinez , Eduardo Badal , Luis Bonet: Service des technologies d'irrigation, Institut de recherche agricole (STR-IVIA), Moncada (Valence), Espagne
Juan Manzano: Département de génie hydraulique et d'environnement, Université polytechnique de Valence (UPV). Valence, Espagne
Références
1. Vera J, Abrisqueta I, Conejero W, Ruiz-Sánchez MC. Precise sustainable irrigation: a review of soil-plant- atmosphere monitoring. [Irrigation durable et précise: un examen des systèmes pour la surveillance du sol, des plantes et de l'atmosphère]Acta Hortic [Internet]. International Society for Horticultural Science; 2017 [cited 2019 Oct 22] [Société internationale des sciences horticoles; 2017 [cité 2019 22 octobre]; 1150:195–202. Disponible sur: https://www.actahort.org/books/1150/1150_28.htm
2. Gómez Álvarez-Arenas TE, Gil-Pelegrin E, Ealo Cuello J, Fariñas MD, Sancho-Knapik D, Collazos Burbano D, et al. Ultrasonic Sensing of Plant Water Needs for Agriculture. Sensors [Internet]. [Détection par ultrasons des besoins en eau des plantes pour l'agriculture. Capteurs]. 2016;16:1089. Disponible sur: http://www.mdpi.com/1424-8220/16/7/1089
3. Fariñas MD, Sancho Knapik D, Peguero Pina JJ, Gil Pelegrin E, Álvarez-Arenas TEG. Monitoring Plant Response to Environmental Stimuli by Ultrasonic Sensing of the Leaves. [Surveillance de la réaction des plantes aux stimuli environnementaux par détection ultrasonique des feuilles]. Ultrasound Med Biol [Internet]. 2014 [cité le 30 Juil. 2014]; c: 1–12. Disponible sur : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25023117
4. Fariñas MD, Sancho Knapik D, Peguero Pina JJ, Gil Pelegrin E, Álvarez-Arenas TEG. Instantaneous and non-destructive relative water content estimation from deep learning applied to resonant ultrasonic spectra of plant leaves. Plant Methods [Internet]. [Estimation instantanée et non destructive de la teneur en eau relative par apprentissage profond appliqué aux spectres ultrasonores résonants des feuilles de plantes. Méthodes végétales]. BioMed Central; 2019; 15: 128. Disponible sur : https://doi.org/10.1186/s13007-019-0511-z