Study of spectral reflectance to estimate fluorine concentration in maize leaf | Estudio de la reflectancia espectral para estimar concentraciones de flúor en la hoja de maíz

Inglés. Fluorine (F) is one of the high risk chemical elements due to its high toxicity. Overuse of fluoride-contaminated groundwater for irrigation is prevalent in many fluoride-endemic areas, greatly affecting crops. In particular, corn is one of the basic foods for humans since it provides proteins and carbohydrates. Remote sensing techniques have been used successfully in the detection of heavy metals indifferent crops and are based on spectral reflectance, a characteristic known as spectral signature. This work aimed to evaluate the effectiveness of reflectance in the visible and near infrared to estimate the concentration of fluorine in corn plants. Four levels of fluoride were induced in corn plants at 0, 5, 10 and 20 ppm. The reflectance spectra of the sheets were acquired in a wavelength range of 190 to 1100 nm. The fluorine concentration in the corn leaf was quantified, the chlorophyll concentration in the corn leaf was quantified and the growth of the plant was measured. The maximum relationship between reflectance and fluorine concentration in plant is seen at R2 of 0.40, at a wavelength of 405 nm, and the maximum relationship between the first derivative and fluorine concentration with an R2 of 0.67 at a length of 255 nm wave. Compared to the blank, the chlorophyll A concentration decreased by 17.88% for the 5 ppm concentration, 20.53% for the 10 ppm concentration, and 18.98% for the 20 ppm concentration treatment, and the blank at week 5 was observe greater growth with each of the fluoride treatments.

Español; castellano. El flúor (F) es uno de los elementos químicos de alto riesgo por su alta toxicidad. El uso excesivo de agua subterránea contaminada con fluoruro para el riego es frecuente en muchas áreas endémicas de fluoruro, que afectan considerablemente los cultivos. En particular, el maíz es uno de los alimentos básicos para el ser humano, ya que aporta proteínas y carbohidratos. Las técnicas de percepciónremota han sido utilizadas con éxito en la detección de metales pesados en diferentes cultivos, y se basan en la reflectancia espectral, característica conocida como firma espectral. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la efectividad de la reflectancia en el visible e infrarrojo cercano para estimar la concentración de flúor en la planta de maíz. Se indujeron cuatro niveles de flúor en plantas de maíz: 0, 5, 10 y 20 ppm. Los espectros de reflectancia de las hojas se adquirieron en un rango de longitud de onda de 190 a 1100 nm. Se cuantificó la concentración de flúor y la concentración de clorofila en la hoja de maíz, y se midió el crecimiento de la planta. La máxima relación entre la reflectancia y la concentración de flúor en planta se ve en R2 de 0.40, a una longitud de onda de 405 nm, y la máxima relación entre la primera derivada y la concentración de flúor con un R2 de 0.67, a una longitud de onda de 255 nm. En comparación con el blanco, la concentración de clorofila disminuyó 17.88% para la concentración de 5 ppm, un 20.53% para la concentración de 10 ppm y 18.98% para el tratamiento de concentración de 20 ppm, y en la semana cinco se observó un crecimiento del blanco mayor a cada uno de los tratamientos con flúor.