The use of the infrared thermometer to determine water status of a soyabean crop as been tried in 1986.

The methodology followed was that of Idso. Results show that crop-water-stress-index (C.w.S.I.) is right

far the purpose of evaluating the extent of water stress and its mean value, during the reproductive stage,

is significatively related to seed yield

Attene, Giovanna

Milia, Marcella

Murtas, Antonio Matteo Luigi

UnissResearch

ANNAbI 
DELLA FACOLTA' DI AGRARIA DELL' UNIVERSITA' 
SASSARI 
DIRETTORE: G. RIVOIRA 
COMITATO DI REDAZIONE: M. DATTILO - S. DE MONTIS - F. F;\TICHENTI 
C. GESSA - L. IDDA - F. MARRAS - P. MELIS - A. MILELLA - A. PIETRACAPRINA 
R.PROTA-A. VODRET 
studi s.ss.r.sl 
ORGANO UFFICIALE 
DELLA SOCIETÀ SASSARESE DI SCIENZE MEDICHE E NATURALI 
Istituto di Agronomia generale e Coltivazioni erbacee 
del\' Università di Sassari 
(Direttore: Pro!. G. Rivoira) 
A. MURTAS1 - G. ATTENE2 - M. MILlA1 
DETERMINAZIONE DEL «CROP-WATER-STRESS-INDEX» 
MEDIANTE L'USO DEL TERMOMETRO A RAGGI INFRAROSSI 
Nota I 
RIASSUNTO 
Nel corso del 1986, è stata valutata la possibilità di impiego del termometro a raggi infrarossi per la determi-
nazione dello stato idrico di una coltura di soia adottando la metodologia proposta da Idso. I risultati mostra-
no che il crop-water-stress-index (C.W.S.I.) è un idoneo parametro per la valutazione dell'intensità dello stress 
idrico e che il suo valore medio, durante la fase riproduttiva, è significativamente correlato con le rese in 
granella. 
SUMMARY 
Crop-water-stress-index assessment by Infrared thermometer. 
The use of the infrared thermometer to determine water status of a soyabean crop as been tried in 1986. 
The methodology followed was that of Idso. Results show that crop-water-stress-index (C.w.S.I.) is right 
far the purpose of evaluating the extent of water stress and its mean value, during the reproductive stage, 
is significatively related to seed yield. 
Nel 1981 Idso et al. introdussero, quale indice dello stato idrico delle piante, il concet-
to di crop-water-stress-index (C.W.S.I.). Nel 19821dso pubblicò i risultati di una serie 
di ricerche condotte su diverse specie al fine di definire il rapporto della differenza 
fra la temperatura fogliare (TF) e la temperatura dell'aria (T J con il deficit della pres-
sione di vapore nell'atmosfera (VPD) in condizioni ottimali di rifornimento idrico. Ven-
nero così ottenute, per ogni specie presa in esame, le cosidette «base-line», relazioni 
che legano linearmente le variazioni della differenza TF - TA in funzione del variare 
del VPD. 
1 Professori associati e 2Ricercatrice presso l'Istituto di Agronomia generale e Coltivazioni erbacee dell'Universi· 
tà di Sassari. 
Ricerca condotta nell'ambito del GRU.S.1. (Gruppo Nazionale di Coordinamento per lo Studio dell'Irrigazione). 
198 
Una volta determinate tali «rette di base» è agevole, sempre con il metodo proposto 
da Idso (1), risalire allo stato idrico di una coltura in condizioni non ottimali di riforni-
mento idrico attraverso il calcolo dell'indice di stress (C.W.S.I.). 
Lo scopo di questa prima nota è quello di verificare l'equazione della retta di base 
riportata in letteratura per la soia (2), di utilizzare il C.W.S.I. quale parametro per la 
definizione dello stato idrico della coltura e le relazioni tra tale indice e la produzione 
di granella. 
MATERIALI E METODI 
La ricerca è stata effettuata nel corso del 1986 presso l'Azienda sperimentale di Otta-
va (Sassari) su terreno profondo, di origine alluvionale e dotato di buona fertilità. 
La semina della varietà Osaka (II gruppo di maturazione) previo inoculo della semen-
te con il Rhizobium specifico, è avvenuta il 30 maggio 1986 su file distanti 0,5 m, den-
sità teorica di 35 pt·m-2, superficie parcellare 44 m2• 
Qualche giorno prima della semina sono stati incorporati nel terreno 30 kg·ha-' di N 
e 150 kg·ha-' di P20s' 
Il piano sperimentale prevedeva 11 tesi irrigue (fig. 2-12) ottenute modificando oppor-
tunamente sia i volumi unitari di adacquamento che il turno irriguo. 
La prima irrigazione differenziata è stata effettuata il 30 giugno in corrispondenza della 
comparsa della 2a foglia trifogliata; il 15 luglio sono stati registrati 40 mm di pioggia. 
" 23 luglio (piena fioritura) dopo che è stato raggiunto un sufficiente grado di copertu-
ra del terreno da parte della vegetazione, sono iniziati, con cadenza quasi giornalie-
ra, tra le ore 14 e le 15, i rilievi della temperatura sulla copertura vegetale mediante 
un termometro a raggi infrarossi portatile Everest modo 112, angolo di vista 3°, emis-
sività 0.980, munito di dispositivo per la lettura diretta del TF - TA• 
Prima e dopo ogni serie di rilievi, il termometro veniva controllato con una sorgente 
tarata di calore munita di corpo nero. 
Nelle singole parcelle la temperatura è stata rilevata puntando lo strumento sulla ve-
getazione obliquamente con angolo di circa 45° da 4 differenti direzioni (Nord-Sud-
Est-Ovest). 
Le misurazioni sono terminate all'inizio dell'ingiallimento delle foglie. 
Contemporaneamente al rilievo della temperatura della copertura vegetale, è stato 
misurato il valore del deficit di pressione del vapore nell'atmosfera mediante uno psi-
crometro a ventilazione ubicato in mezzo al campo e ad un'altezza rispetto al piano 
formato dalla vegetazione di 1 m. 
Alla raccolta sono state determinate le rese in granella. 
199 
RISULTATI E DISCUSSIONE 
Nella Fig. 1 è riportata la retta di base ottenuta misurando, su piante ottimamente 
rifornite di acqua, la differenza di temperatura tra la copertura fogliare e l'aria (TF -
TA) e i relativi valori del deficit di pressione del vapore nell'atmosfera (VPD). 
Il campo di variazione del VPD durante il periodo della prova è risultato compreso 
tra 0,7 e 4 kPa. 
La prima coppia di valori TF - TA e VPD è stata rilevata il 23 luglio (piena fioritura) 
mentre l'ultima il 15 settembre (inizio ingiallimento foglie). 
I punti contrassegnati con l'asterisco si riferiscono a determinazioni effettuate sulle 
varietà Weber e Williams, coltivate in ambiente pedoclimatico diverso (Oristano). 
Durante il periodo fioritura-inizio ingiallimento delle foglie i due parametri risultano 
fra loro legati da una singola relazione lineare valida anche nel caso che vengano 
prese in considerazione varietà diverse. Inoltre, il significativo scostamento rilevato 
soprattutto in corrispondenza di alti valori del VPD, tra la retta ottenuta e quella ripor-
tata da Idso per ambienti del Nord America, evidenzia la necessità di rideterminare 
l'equazione della retta di base ogni qualvolta si operi in ambienti molto dissimili da 
quelli considerati dal sopraccitato Autore. 
Una volta determinato l'andamento della retta di base che sta ad indicare i valori otti-
mali di TF - TA per ogni dato valore della variabile indipendente VPD, l'indice di stress 
per una coltura in stato di deficit idrico e caratterizzata quindi da un valore TF - TA 
(punto P sul grafico) al di fuori dei limiti fiduciari della retta è facilmente calcolabile 
tramite il rapporto tra la distanza del punto e la retta e la distanza tra questa ed un 
limite superiore (upper line). La posizione del limite superiore sull'asse delle ordinate 
è funzione sia del valore dell'intercetta - a - dell'equazione di base che della tempera-
tura ambiente (es. 25 o 40°C) e per la sua determinazione e il suo significato fisiologi-
co si rimanda al lavoro di Idso et al. (1). Il C.W.S.1. potrà variare teoricamente da ° 
(traspirazione uguale a quella potenziale e quindi stress idrico nullo) a 1 (traspirazio-
ne uguale a ° e quindi massimo stress idrico). 
Nelle Fig. 2-12 sono riportate le variazioni del C.W.S.1. registrate durante il periodo 
interessato dalla prova e per ogni regime idrico imposto. 
In tutti i casi si nota un'estrema sensibilità dell'indice alle variazioni dello stato idrico 
della coltura evidenziata dal suo brusco abbassamento o addirittura azzeramento su-
bito dopo ogni intervento irriguo. L'indice spesso ha raggiunto valori ben superiori 
all'unità e ciò in contraddizione con quanto asserito dai fondamenti teorici proposti 
da Idso et al. (1). Tuttavia, quando il valore dell'intercetta - a - dell'equazione della 
retta di base si discosti poco dalle condizioni TF - TA = 0, la metodologia nel suo 
insieme può ritenersi ancora valida se si considera il limite superiore come sem-
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irriguo. 
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Fig. 5 
Fig. 4. 5- - Variazioni del C.W.S.1. durante la fase riproduttiva; -----limiti fiduciari per il C.W.S.1. l intervento irriguo. 
- C.W.S.1. variations at reproductive stage; ----- confidence belts far C.W.S.1. l water supply day. 
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203 
Fig. 6, 7 - - Variazioni del C.W.S.I. durante la fase riproduttiva. -----limiti fiduciari per il C.W.S.I. ~ intervento irriguo. 
----- C.W.S.I. varialions al reproductive stage: ----- confidence belts for C.W.S.I. • water supply day. 
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Fig. 9 
Fig. 8, 9 - - Variazioni del C-W.S.1. durante la fase riproduttiva; -----Iimiti fiduciari per il C-W.S.1. ! intervento irriguo. 
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Fig. 10, 11 - - Variazioni del C.W.S.1. durante la fase riproduttiva; -----limiti fiduciari per il C.w.S.1. ~ intervento 
irriguo. 
- C.W.S.1. variations al reproductive stage; ----- confidence belts for C.W.S.1. l water supply day. 
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Fig. 12· - Variazioni del C.w.S.1. durante la fase riproduttiva; ·~···Iimiti fiduciari per il C.W.S.1. ~ intervento irriguo. 
- C.W.S.1. variations at reproductive stage; ooooo confidence belts for C.W.S.1. ~ water supply day. 
plice base di riferimento per il calcolo del C.W.S.1. e quindi dello scostamento dalle 
condizioni ottimali dello stato idrico della pianta. 
Dalla Fig. 13 appare evidente l'esistenza di uno stretto rapporto tra l'indice di stress 
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Fig. 13 o Relazione tra il C.W.S.1. medio e le rese in granella per le singole tesi. 
Relation between mean C.W.S.1. and seed yield for each treatment. 
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207 
preso come valore medio del periodo piena fioritura-fine ingrossamento dei semi e 
le rese di granella conseguite. I due andamenti rappresentati nella figura (linea intera 
e tratteggiata) sono il risultato del diverso criterio adottato per indurre lo stress idrico. 
In un caso infatti (linea intera, tesi 1-8) le diverse intensità degli stress sono derivate 
modificando sia i volumi unitari di adacquamento che il momento dell'intervento irri-
guo sin dalla comparsa dalla 2 a foglia; nell'altro caso (linea tratteggiata) gli stress so-
no stati indotti sospendendo del tutto (tesi 11) o temporaneamente (tesi 9 e 10) gli 
apporti di acqua solo dopo l'inizio della formazione dei semi. Pertanto, la differenza 
di produzione riscontrata nei due casi a parità di valore del C.W.S.I., può essere vero-
similmente considerata una quantificazione, in termini di resa, della graduale capaci-
tà di adattamento della coltura alle condizioni di carenza idrica. 
CONCLUSIONI 
Si ritiene che il metodo proposto da Idso sia di facile applicabilità quando, negli am-
bienti in cui si opera, sia stata determinata e verificata negli anni l'equazione della 
retta di base. Questa operazione, tuttavia, può incontrare notevoli difficoltà dovute 
ad uno stretto campo di variazione del VPD, talvolta riscontrabile durante le ore diur-
ne, in particolari ambienti. Inoltre, non poche sono le perplessità per come viene de-
terminato il limite superiore (upper line). 
La determinazione indiretta dello stato idrico delle piante mediante l'uso del termo-
metro a raggi infrarossi è risultata, a seguito dell'esperienza da noi effettuata, di faci-
le e rapida esecuzione. Dal punto di vista operativo si deve, però, tener conto che 
i rilievi della temperatura fogliare sono possibili solo quando il suolo risulta coperto 
totalmente o almeno in buona parte dalla vegetazione, al fine di evitare possibili erro-
ri derivanti dall'irraggiamento del terreno. Questo fatto implica che eventuali stress 
idrici durante le prime fasi vegetative non possono essere valutati con questa tecnica. 
Si reputano necessarie ulteriori indagini per meglio definire l'uso di questo indice ai 
fini della programmazione dell'intervento irriguo ed i suoi rapporti con alcuni parame-
tri indipendenti dello stato idrico delle piante. 
BIBLIOGRAFIA 
1) 10SO S.B., JACKSON R.O., PINTER P.J., Jr, AEGINATO A.J. and HATFIELD J.L., 1981 - Normalizing the stress-
degree-day parameter for environmentae variability. Agric. Meteorol., 24: 45-55. 
2) 10SO S.B., 1982 - Non-water-stressed baseline: a key lo measuring and interpreling plant water stress. Agric. 
Meteorol., 27: 59-70. 


Determinazione del «crop-water-stress-index» mediante l'uso del termometro a raggi infrarossi: nota I

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