Spectral responses at visible and near-infrared wavelengths of soybean plants to fungicides / Respostas espectrais em comprimentos de onda visível e infravermelho-próximo de plantas de soja a fungicidas

The study evaluated the efficacy and soybean spectral responses to fifteen foliar fungicide mixtures labeled to control Asian soybean rust. Canopy level reflectance was measured using a multispectral camera onboard a multirotor drone before and two hours after each spray. The third application of fungicides improved control of soybean rust and increased yield. Nevertheless, up to three consecutive foliar fungicides applications did not affect the reflectance of soybean plants at visible and infrared wavelengths. Thus, drones can be a viable strategy for data acquisition regardless of the application of the fungicides.

Esse estudo avaliou a eficácia e as respostas espectrais de plantas de soja a quinze misturas de fungicidas utilizados no controle da ferrugem asiática da soja (FAS). A refletância do nível do dossel foi medida usando uma câmera multiespectral a bordo de um drone multirotor antes e duas horas após cada pulverização. A terceira aplicação de fungicidas melhorou o controle de FAS e aumentou a produtividade. Porém, três aplicações foliares consecutivas de fungicidas não afetaram a refletância de plantas de soja nos comprimentos de onda visível e infravermelho. Assim, drones podem ser uma estratégia viável para aquisição de dados independentemente da aplicação de fungicidas.

Spectral detection of nematodes in soybean at flowering growth stage using unmanned aerial vehicles / Detecção espectral de nematóides na soja em estádio de florescimento por meio de veículos aéreos não-tripulados

ABSTRACT: Soybean is one of the main crop species grown in the world. However, there is a decline in productivity due to the various types of stress, including the nematodes Heterodera glycines and Pratylenchus brachyurus. The objectives were to determine the best spectral band for detecting H. glycines and P. brachyurus at the beginning of flowering (R1). Soil and root sampling was conducted at nine sampling sites in each of the five nematode-infested regions, totaling 45 sampling points. Flights were made at all regions using Phantom 4 Advanced, Sequoia and 14-band customized Sentera. For H. glycines, the red spectral band best explained the variability on soil and root nematode counts as well as the second stage of juveniles in soil. For P. brachyurus, Sentera RedEdge best explained the variability in root nematode counts and Sequoia NIR best explained soil juveniles. A multiple linear regression model using spectral data for detecting P. brachyurus and H. glycines improved R² compared to simple linear regressions. At flowering growth stage (R1), soybean spectral reflectance was associated with the number of H. glycines and P. brachyurus on soil and roots using low-cost and multispectral sensors.

RESUMO: A soja é uma das principais espécies de planta cultivadas no mundo. Todavia, perdas de produtividade são ocasionadas por vários tipos de estresses, incluindo os nematoides H. glycines e P. brachyurus. Como objetivo, buscou-se determinar a melhor banda espectral para a detecção do H. glycines e P. brachyurus com o uso de modelos de regressões lineares simples e definir um modelo matemático de regressão linear múltiplo para sua detecção, no início do florescimento (R1). Para isto, foram definidos nove pontos de coleta em cinco reboleiras, totalizando 45 pontos. As coletas foram feitas em um padrão específico de distâncias, de forma a ter amostras com tipos variados de populações de nematoides. Foram realizados voos com o Phantom 4 Advanced, Sequoia e Sentera sobre cada uma das reboleiras. O comprimento de onda do vermelho melhor explicou a variabilidade dos dados para H. glycines no solo e na raiz, bem como dos juvenis de segundo estádio no solo. Para P. brachyurus, a RedEdge da Sentera foi a que explicou melhor a variabilidade dos dados para nematoide na raiz e a NIR da Sequoia a que melhor explicou para juvenis no solo. Quando se utilizou um modelo matemático para a detecção do P. brachyurus e H. glycines, percebe-se uma grande melhora no R² e p-valor com relação às regressões lineares simples. No início da floração (R1), a refletância espectral da soja foi associada ao número de H. glycines e P. brachyurus no solo e nas raízes, usando sensores de baixo custo e multiespectrais.

Potential of calcium nitrate to mitigate the aluminum toxicity in Phaseolus vulgaris: effects on morphoanatomical traits, mineral nutrition and photosynthesis.

Common bean (Phaseolus vulgaris) cultivation occurs mainly in regions with acidic soils, where high aluminum (Al) concentration is a major constraint to crop production. In this study, we evaluated tolerance and sensitivity traits to Al exposure and calcium (Ca) deficiency in bean plants, and determined the efficiency of Ca to mitigate the toxic Al effects. Two bean cultivars (BRS Estilo and Campos Gerais) were grown in three soil conditions: (I) soil liming with calcium hydroxide Ca(OH)2 and Al unavailable (-Al+Ca); (II) fertilized soil with calcium nitrate [Ca(NO3)2·4H2O] and Al available (+Al+Ca); and (III) soil without Ca addition and Al available (+Al-Ca). At the beginning of the reproductive stage, we evaluated the photosynthetic processes, mineral nutrition, and leaf anatomy and morphological traits of plants. The photosynthetic parameters were good tools for monitor Al sensitivity in bean. +Al+Ca soil treatment mitigated the deleterious effects of Al on growth and mineral nutrition of both bean cultivars. However, Ca did not prevent the toxic effects of Al on leaf anatomy. Al stress and Ca deficiency caused negative effects on nutrient content, photosynthetic activity and leaf anatomy of bean plants. Calcium mitigated Al toxicity, primarily in the Campos Gerais cultivar, showing the potential to improve bean crop productivity in acid soils.