Grapevine leaf water potential based upon near infrared spectroscopy

ABSTRACT

Leaf water potential is a measure commonly used to describe crop water status and water stress dynamics. The established method for determining leaf water potential using a pressure chamber is cumbersome and subject to operator error as well as time/temperature limitations. These limitations prohibit the intensive sampling required to support proactive water management of commercial crops, including vineyards. Particular for grapevines there is need for faster, more precise and more reliable tools for determining leaf water potential in the field. Portable Near-infrared spectroscopy and multivariate data analysis were applied for the modeling and prediction of leaf water potential in grapevines. For field-grown wine grapes the most significant and intensive leaf absorptions occurs in the region from 1440 to 1950 nm and again beyond 2,200 nm. Multivariate analysis of these spectra, referenced against pressure chamber measurements as a standard, showed correlation coefficients from 0.87 to 0.95 clearly demonstrated that this technology can provide a fast and reasonable assessment of leaf water potential in the field.

RESUMO

O potencial da água na folha é um parâmetro amplamente utilizado para descrever o estado hídrico e a dinâmica do estresse hídrico de culturas de interesse agrícola, onde se inclui a videira vinífera. Um dos métodos correntes para determinação do potencial da água na folha é a câmara de pressão, que é complexa, sujeita a erros operacionais, possuindo limitações no preparo da amostra ligados ao tempo/temperatura. As limitações citadas dificultam amostragens intensivas requeridas para subsidiar estratégias de manejo mais avançadas em cultivos comerciais, como vinhedos. Portanto, há carência de instrumentação que ofereça maior rapidez de leitura, precisão e confiabilidade para a determinação do potencial da água na folha. Espectroscopia "portátil", operando na faixa do infravermelho-próximo e análise multivariada foi aplicada para a modelagem e simulação do potencial da água na folha de videira vinífera. Para videira vinífera de campo, a absorção mais intensiva e significativa da folha ocorre na faixa entre 1.440 e 1.950 nm e acima de 2.200 nm. Análise multivariada espectral referenciada contra medições da câmara de pressão evidenciou coeficientes de correlação de 0.87 a 0.95, claramente demonstrando que esta tecnologia pode proporcionar maior velocidade de aquisição e determinações razoáveis para dados de potencial da água na folha, em campo.