Sugarcane foliar diagnosis with near-infrared spectroscopy: determination of nitrogen and carbon contents

Paillat Jean, Davrieux Fabrice, Thuriès Laurent, Moussard Géraud Daniel, Azami A., Marion Daniel. 2016. Sugarcane foliar diagnosis with near-infrared spectroscopy: determination of nitrogen and carbon contents. In : Proceedings of the 29th Congress of the International Society of Sugar Cane Technologists. Chiang Mai : ISSCT, 38-42. ISSCT Congress. 29, Chiang Mai, Thaïlande, 5 Décembre 2016/8 Décembre 2016.

Titre français : Diagnostic foliaire de la canne à sucre à l'aide de la spectroscopie proche infra-rouge : détermination des teneurs en azote et en carbone / Titre espagnol : Diagnóstico foliar en caña de azúcar con espectroscopia de infrarrojo cercano: determinación del contenido de nitrógeno y carbono

Résumé : This study aimed to develop near-infrared spectroscopy (NIRS) calibrations for nitrogen (N) and carbon (C) contents of sugarcane (Saccharum spp.) leaves. The performances of two portable (LabSpec5000 and Phazir1018) and one laboratory (XDS) spectrometers were compared using samples collected from field trials with three sample preparation states (green, dried, dried crushed sugarcane leaves). The LabSpec5000 spectrometer appeared to be more appropriate for in-field applications, showing better calibration characteristics than the Phazir1018 for both N and C content determination. The best calibrations were those based on spectra obtained from the laboratory-based instrument (XDS) using dried crushed samples. This improved performance is probably due to the instrument characteristics and to the sample homogeneity (dried crushed leaves exclusively). This study demonstrated that it is possible to assess the N and C status of sugarcane by direct foliar diagnosis with NIRS. Foliar diagnosis based on NIRS offers cheaper, faster and easier alternative to traditional chemistry methods. It provides opportunities to monitor the nutrient status in-field with possible links to applications associated with precision agriculture (PA) or improved research and development (R&D) methodologies. NIRS also offers analytical possibilities in sugarcane cropping areas where no laboratories are available.

Résumé (autre langue) : L'objectif de cette étude est de développer un modèle proche infra-rouge pour la détermination des teneurs en azote (N) et en carbone (C) des feuilles de canne à sucre (Saccharum spp . ) . Trois spectromètres ont été comparés, deux portables (LabSpec5000 et Phazir1018) et un de laboratoire (XDS) ainsi que trois états de préparation des feuilles (frais, séché, séché - broyé). Les échantillons ont été analysés pour déterminer leurs teneurs en azote et en carbone. Pour une utilisation au champ, l'appareil LabSpec5000 montre de meilleures calibrations que le Phazir1018 pour les deux éléments N et C. Pour l'azote sur feuilles fraîches, les valeurs de R² et de SEC V sont respectivement égales à 0,81 e t à 0,97 g·kg - 1 de matière sèche avec le LabSpec5000. Les performances du LabSpec5000 sont les mêmes quel que soit l'état de présentation des échantillons (en frais ou séché) tout comme celles du Phazir1018. Les meilleurs calibrations sont obtenues sur des échantillons séchés et broyés avec l'XDS, instrument de laboratoire, en raison des caractéristiques propres de l'appareil et d'une plus grande homogénéité des échantillons induite par l'état de préparation (feuilles séchées broyées). Cette étude a dé montré la possibilité d'effectuer des mesures directes au champ pour N et C engendrant des analyses moins chères, plus rapides et à plus grande échelle qu'un diagnostic foliaire classique. Toutefois, un effort supplémentaire d'échantillonnage avec davantage de variétés, davantage de régions pédoclimatiques et d'âges de la canne représentés est nécessaire afin de rendre le modèle plus robuste. Cette technique pourra servir des besoins de développement en agriculture de précision et des besoins de recherche. Enfin, elle permettra le suivi de la nutrition de la canne dans des zones dépourvues d'outils analytiques et de laboratoires.

Classification Agris : F60 - Physiologie et biochimie végétale
U30 - Méthodes de recherche

Auteurs et affiliations

• Paillat Jean, eRcane (REU)
• Davrieux Fabrice, CIRAD-PERSYST-UMR Qualisud (REU)
• Thuriès Laurent, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (REU) ORCID: 0000-0002-1365-7891
• Moussard Géraud Daniel, CIRAD-PERSYST-UPR Recyclage et risque (REU)
• Azami A., eRcane (REU)
• Marion Daniel, eRcane (REU)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/582795/)

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