Droni e Mais: Un Nuovo Modo per Combattere i Danni da Alluvione

Le inondazioni possono essere un problema serio per i raccolti. Per gli agricoltori nel Midwest, è spesso una lotta. Tra il 2014 e il 2023, sono stati pagati più soldi per danni da inondazioni che per siccità in sei degli ultimi dieci anni. Allora, che succede con queste inondazioni? Tendono a rendere i campi zuppi d'acqua, e questo può essere un grosso problema per le piante che cercano di crescere. Capire come le piante affrontano tutta questa acqua può essere complicato visto che spesso i campi sono sott'acqua, rendendo difficile studiarli.

Con il cambiamento climatico, queste inondazioni potrebbero diventare ancora più frequenti. I ricercatori hanno cercato modi per studiare gli effetti delle inondazioni sul mais, senza bagnarsi-letteralmente. Ecco che entrano in gioco i droni! Questi dispositivi volanti possono catturare immagini dettagliate dei raccolti dall'alto, aiutando gli scienziati a capire come diversi tipi di mais gestiscono troppo acqua.

#I Problemi dell'Acqua in Eccesso

Quando i campi si allagano, può danneggiare le Radici delle piante. Nel mais, questo può portare a problemi come una crescita radicolare scarsa o addirittura la morte delle radici. Quando le piante di mais ricevono troppa acqua, faticano ad assorbire nutrienti, il che significa che non crescono alte o forti come dovrebbero. Se le radici non riescono a respirare-grazie a tutta quell'acqua-iniziano a morire.

In uno studio, i ricercatori hanno scoperto che mantenere il mais sotto inondazione controllata per cinque giorni ha portato a tassi di morte delle radici fino al 100%. È come mandare le piante di mais in un viaggio di sola andata in paradiso delle piante! Ogni anno, le inondazioni possono danneggiare i raccolti e lasciare gli agricoltori a contare le perdite in miliardi.

Le inondazioni non colpiscono solo le radici; possono anche portare a caduta delle piante. Qui è dove le piante si rovesciano. A volte si piegano, a volte si spezzano. Le piante di mais possono inclinarsi di oltre il 15% rispetto alla posizione verticale, e questo si chiama "lodging" radicale. Tende a succedere dopo le tempeste prima che le piante abbiano avuto la possibilità di rafforzare le loro radici. Se le piante si capovolgono, possono avere difficoltà a "rialzarsi" e crescere correttamente, il che significa meno mais per gli agricoltori.

#Imaging Aereo: Volare in Soccorso

I ricercatori hanno usato droni per raccogliere informazioni sui campi di mais, specialmente durante delle inondazioni. I droni possono sorvolare i campi e scattare foto senza che gli esseri umani debbano attraversare acque fangose. A differenza dei satelliti, i droni possono catturare immagini migliori, dando agli scienziati uno sguardo più ravvicinato alle piante.

Con queste immagini, gli scienziati possono capire come stanno le piante di mais sia nei campi allagati che in quelli non allagati. I droni possono aiutare a misurare cose come l'altezza delle piante e quanto bene crescono. Inoltre, usare droni riduce il rischio di incidenti durante le inondazioni, rendendo tutto più sicuro per tutti coinvolti.

#Impostazione della Ricerca

In uno studio recente, i ricercatori hanno condotto due esperimenti utilizzando gli stessi tipi di piante di mais in anni e luoghi diversi. Un campo in Missouri è stato allagato, mentre un altro aveva cieli sereni. Entrambi i campi avevano gli stessi tipi di piante di mais così che gli scienziati potessero confrontare come se la cavassero in condizioni diverse.

Il campo allagato è stato completamente sommerso per circa 24 ore prima che l'acqua iniziasse a ritirarsi. Prima dell'inondazione, il mais era in buona forma, ma l'acqua ha coperto le piante, e le cose sarebbero presto diventate caotiche.

#Raccolta Dati con i Droni

Durante la stagione di crescita, i ricercatori hanno usato droni per catturare immagini settimanali dei campi di mais. L'obiettivo era monitorare come stavano le piante, sia prima che dopo l'evento di inondazione. Con una speciale fotocamera, potevano raccogliere dati e creare immagini che delineavano la salute delle piante di mais nel tempo.

Dopo l'inondazione, le piante di mais sembravano aver passato una brutta esperienza. L'acqua fangosa ha lasciato una situazione disastrosa, e molte piante mostravano segni di danno. I ricercatori hanno notato una significativa diminuzione nel numero di piante in piedi dopo l'inondazione. Hanno dovuto affrontare le conseguenze di campi fangosi e piante cadute, ma erano determinati a vedere come il mais avrebbe recuperato.

#L'Impatto delle Inondazioni sulla Crescita del Mais

Dopo aver analizzato tutti i dati, i ricercatori hanno trovato risultati sorprendenti. Nel campo allagato, i valori NDVI (un modo per misurare quanto è sana una pianta in base alla luce che riflette) sono diminuiti significativamente dopo l'inondazione. Le piante sane riflettono più luce e hanno valori NDVI più alti, mentre le piante in difficoltà riflettono meno.

Prima dell'inondazione, le piante di mais avevano valori NDVI alti rispetto al campo non allagato. Ma dopo l'inondazione, i valori sono crollati. Al contrario, il mais non allagato continuava a crescere normalmente. Le differenze nei valori NDVI tra i due campi erano notevoli.

Dopo 26 giorni dall'inondazione, mentre il campo non allagato prosperava, il campo allagato faticava ancora a recuperare completamente. I ricercatori vedevano gruppi di piante che stavano o rimbalzando indietro o erano ancora in grande difficoltà.

#Perché Alcune Piante Hanno Fatto Meglio

Nonostante il caos causato dall'inondazione, c'erano alcuni ibridi di mais resistenti che riuscivano a tenere botta. Alcune di queste piante mostrano anche un aumento nei valori NDVI dopo l'inondazione. I ricercatori hanno notato che queste piante avevano un conteggio di piante più alto, il che significa che più piante restavano in piedi.

Man mano che i ricercatori indagavano di più, hanno scoperto che le piante che erano meno colpite dal lodging tendevano a performare meglio. Hanno anche scoperto differenze genetiche che potrebbero aiutare a identificare ibridi di mais che potrebbero essere più resistenti alle inondazioni in futuro.

#Il Mistero Genetico

Utilizzando i loro risultati, i ricercatori hanno cercato di saperne di più sui fattori genetici che rendevano alcuni ibridi di mais più di successo in condizioni di inondazione. Hanno condotto quello che si chiama uno Studio di Associazione dell'Intero Genoma (GWAS) per scoprire quali geni erano collegati a una migliore tolleranza alle inondazioni.

Una scoperta interessante è stata un marcatore genetico specifico sul cromosoma 3 che sembrava essere associato alla salute del mais dopo l'inondazione. Questo gene si pensava giocasse un ruolo in come le piante rispondono allo stress, il che potrebbe essere cruciale per coltivare mais resistente alle inondazioni in futuro.

#Conclusione

Alla fine, lo studio ha messo in luce l'utilità dei droni per capire come le inondazioni influenzano il mais. Usare i droni non solo ha reso la raccolta dei dati più sicura, ma ha anche fornito preziose intuizioni sulla resilienza delle colture.

Con l'aumento delle inondazioni a causa del cambiamento climatico, avere queste informazioni potrebbe fare la differenza per gli agricoltori. Potrebbero potenzialmente scegliere ibridi di mais meglio equipaggiati per affrontare l'acqua in eccesso, aiutandoli a mantenere i raccolti e proteggere i loro mezzi di sussistenza.

Quindi, la prossima volta che vedi un campo di mais, pensa alle battaglie che affronta: inondazioni, lodging e la ricerca di sopravvivenza. E ricorda, mentre le piante potrebbero non essere brave a nuotare, di certo possono riprendersi con un po' di aiuto dalla tecnologia e dalla genetica!