Impiego di sensori ottici di riflettanza per la diagnosi dello stato fisiologico delle colture agricole

Questa tesi ha lo scopo di analizzare i principali fenomeni fisici legati all’interazione tra radiazione elettromagnetica e piante per la diagnostica ottica in agricoltura. L’uso efficiente dei fertilizzanti è un obiettivo importante per la ricerca agricola per migliorare le prestazioni delle colture, la qualità ambientale e la sostenibilità delle produzioni. La gestione dinamica delle fertilizzazioni permette di somministrare i nutrienti, come l’azoto (N), quando sono cruciali per lo sviluppo della pianta, evitando mancanze o eccessi. Questo è possibile mediante tecniche di spettrometria che permettono di valutare lo stato di N nelle colture tramite misure di riflettanza spettrale delle foglie. La riflettanza di una copertura vegetale è legata al suo contenuto di clorofilla che è a sua volta correlato alla concentrazione di azoto. Partendo dalle basi fisiche della radiazione elettromagnetica, si analizzano le principali grandezze radiometriche e ci si concentra in particolare sulla natura della riflessione, speculare e diffusa, per meglio comprendere la riflettanza di una chioma. Si esaminano il principio di funzionamento di un generico spettrometro e i parametri più importanti attorno a una misura spettrale. Viene data una panoramica dei principali sensori attualmente più diffusi. Infine, si effettuerà un’attenta valutazione sulla geometria della spettroscopia di campo e i principali fattori che influenzano le misure di riflettanza.