WO2003081217A1 - Method for evaluating the photosynthetic activity of a plant and, in case of perturbation, for identifying the deficiencies in particular nutritional and device therefor - Google Patents

Method for evaluating the photosynthetic activity of a plant and, in case of perturbation, for identifying the deficiencies in particular nutritional and device therefor Download PDF

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WO2003081217A1
WO2003081217A1 PCT/FR2003/000907 FR0300907W WO03081217A1 WO 2003081217 A1 WO2003081217 A1 WO 2003081217A1 FR 0300907 W FR0300907 W FR 0300907W WO 03081217 A1 WO03081217 A1 WO 03081217A1
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fluorescence
plant
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level
nutritional deficiencies
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Bruno Bourrie
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Societe Alsacienne Pour Le Developpement Et L'etude De La Fertilite - S.A.D.E.F. Sarl
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5097—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving plant cells
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6408—Fluorescence; Phosphorescence with measurement of decay time, time resolved fluorescence

Definitions

  • the present invention relates to a method for evaluating the photosynthetic activity of a plant and, in the event of a disturbance, identifying the nutritional deficiencies in particular, this method being based on the measurement of the chlorophyll fluorescence of said plant using a fluorimetry device.
  • the invention also relates to a device implementing said method, this device comprising at least one fluorimetry device arranged to perform measurements of chlorophyll fluorescence on said plant.
  • chlorophyll fluorescence makes it possible to measure the photosynthetic activity of a plant, which is a reflection of its state of health. This measurement is carried out as follows: a leaf of the plant is kept in the dark for thirty minutes in order to stop the photochemical activity of photosynthesis, and then this leaf is exposed to a light flash with a length d known wave. This sheet will consume part of this light energy and give off part of it in the form of fluorescence. This fluorescence emission, which is characterized by a very specific curve (Kautsky effect), is then measured and this curve is interpreted to determine the state of health of the plant.
  • the cultivated plant can undergo during its vegetative cycle 25 different critical periods commonly called "stress". These stresses can be of climatic origin: cold, drought, high rainfall, or of food origin: deficiencies in nutritive elements such as for example in magnesia (Mg), copper (Cu), boron (B), etc., blockage passenger of root absorption, etc. These stresses can also be due to diseases or pests. These stresses are for effect a drop in crop yield both quantitatively and qualitatively. When the plant externalizes visual leaf symptoms such as discoloration, wilting, necrosis, it is already the result of significant dysfunction. When the plant is functioning properly, photochemical conversion is important. The Fv / Fm ratio is then greater than or equal to 0.80. When his state of health is degraded, the photochemical conversion decreases and the fluorescence re-emission increases. The Fv / Fm ratio then decreases to around 0.60.
  • stress can be of climatic origin: cold, drought, high rainfall, or of food origin: deficiencies in nutritive elements such as
  • This method of measuring chlorophyll fluorescence makes it possible to act in time by providing one or more fertilizers adapted to the nutritional deficiencies of the plant, to monitor the treatment of the deficient plant and check the effectiveness of the fertilizer provided. It also makes it possible to know the optimum moment of supply of a nutrient in order to optimize the quality of production, as in the case of the supply of nitrogen to wheat.
  • the difficulty of this method lies in the interpretation of the parameters of the fluorescence curve to identify the origin of the nutritional deficiency (s) of the plant.
  • devices for measuring chlorophyll fluorescence are limited to taking measurements. This type of device is for example described in the publication EP-A-354 745 and in the article by G. Bulgarea and M. Boukadoum published by IEEE Transactions on instrumentation and measurement, vol.50, no 3, June 2001. It includes a tight measuring sphere in which a plant sample is placed, the plant is therefore partially destroyed.
  • This device contains a database comprising reference fluorescence curves making it possible to analyze the state of health of a plant by comparing the measured curves with the reference curves.
  • this device does not make it possible to identify the deficiency of the plant from these measurements, which must then be sent to a laboratory for processing and to give information on the plant's state of health.
  • the “Jubil” analysis method can detect the lack of nitrogen (N) in wheat.
  • the “Nutrichek” analysis kit also makes it possible to detect on wheat the lack of nitrogen (N), phosphorus (P), sulfur (S).
  • the “Bio-Savital” analysis method makes it possible to detect potassium (K), nitrogen (N) and magnesia (Mg) deficiencies on the vine by removing the sap from healthy branches.
  • K potassium
  • N nitrogen
  • Mg magnesia
  • a tool called “N-Tester” mainly detects the lack of nitrogen (N) on wheat by measuring the chlorophyll content. It is a non-destructive method of the plant, which gives an instant response, but which is limited to wheat and to the identification of a nitrogen deficiency.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a method and a device based on the measurement of chlorophyll fluorescence, which is simple, economical, entirely autonomous, easily usable on plots of culture and non-destructive of plants, and which can deliver an immediate response on the state of health of the plant and identify if necessary the origin of the nutritional deficiency (s) of the plant, insofar as these deficiencies could have been determined beforehand.
  • the invention relates to a process of the kind indicated in the preamble, characterized in that it comprises at least the following steps: a) there is listed, in a first database called fluorimetric, a number n of fluorescence curves identified by their parameters and forming referential fluorescence parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level I, b) there are listed, in a second so-called agronomic database, agro-environmental parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level II, c) configuring said fluorimetry device by selecting the agri-environmental parameters corresponding to the actual situation of said plant, d) carrying out a set of measurements of the chlorophyll fluorescence of said plant using said fluorimetry device and stores the average of the measured fluorescence parameters of the curves s of fluorescence obtained, e) the average of the measured fluorescence parameters is compared with said reference fluorescence parameters to verify the state of health of said plant and we deduce the possible nutritional deficiencies of level I of said plant, f)
  • the invention relates to a device of the type indicated in the preamble, characterized in that it comprises at least: a) a first so-called fluorimetric database listing a number n of fluorescence curves identified by their parameters and forming referential fluorescence parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level I, b) a second so-called agronomic database listing agro-environmental parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level II, c) a configuration unit of said device fluorimetry to select the agro-environmental parameters corresponding to the real situation of said plant, d) a unit for measuring the chlorophyll fluorescence of said plant and a memory unit for storing the average of the measured fluorescence parameters of the fluorescence curves obtained, e) a first uni comparison tee for comparing the average of the measured fluorescence parameters with said reference fluorescence parameters in order to verify the state of health of said plant and to deduce therefrom the possible nutritional deficiencies of level I, f) a first so-called
  • Figure 1 is a perspective view of a fluorimetry device of the device according to the invention, the projector of this device being shown in section, - Figure 2 is a perspective view of a measuring clamp of the device of FIG. 1, and FIG. 3 represents an example of a fluorescence curve of a plant with its parameters.
  • the process for evaluating the photosynthetic activity and therefore the state of health of a plant is based on the measurement of the chlorophyll fluorescence of the plant using a fluorimetry device of known type.
  • a fluorimetry device of known type To have a state of health representative of the plants of the same plot, several fluorimetry measurements are made on several plants in this plot, for example between ten and twenty and preferably fifteen measurements.
  • a fluorescence curve is obtained, an example of which is illustrated in FIG. 3. This fluorescence curve is characterized by the following measured or calculated fluorescence parameters:
  • Fo represents the value of fluorescence in the initial state on the ordinate axis
  • TFm represents the time value of Fm on the abscissa axis
  • Fm represents the value of fluorescence in the maximum state on the ordinate axis
  • Fv represents the difference in Fm and Fo on the ordinate axis
  • the process according to the invention comprises a first comparison step in which it compares the average of the fluorescence parameters measured with reference fluorescence parameters which are stored in a first database called fluorimetric, in order to identify possible level I nutritional deficiencies of this plant.
  • This first database is the fruit of several years of experimentation carried out within SADEF and lists, to date, 375 situations of fluorimetry.
  • Each fluorimetry situation is characterized by the parameters mentioned above: Fo, Tfm, Fv / Fm and the area of the fluorimetry curve, and called reference fluorescence parameters.
  • Nutritional deficiencies identified to date are deficiencies in iron, magnesium, manganese, boron, nitrogen, calcium. Of course, this list is not exhaustive and may change depending on the evolution of this first database.
  • This first database is based on a tree structure at four levels: a first level relating to the Fv / Fm ratio, a second level relating to Fo, a third level relating to TFm and a fourth level relating to the area of the fluorescence curve .
  • the first level relating to the Fv / Fm ratio has five possibilities: ⁇ Fv / Fm ⁇ 0.550 ⁇ 0.750 ⁇ Fv / Fm ⁇ 0.799
  • the second level relating to Fo has three possibilities: ⁇ Fo ⁇ 300 ⁇ 300 ⁇ Fo ⁇ 450
  • the third level relating to TFm has five possibilities: ⁇ TFm ⁇ 200 ⁇ 450 ⁇ TFm ⁇ 700 ⁇ 200 ⁇ TFm ⁇ 300 ⁇ TFm> 700
  • the fourth level relating to the area of the fluorescence curve has five solutions:
  • the process of the invention makes it possible to identify, with regard to the measured fluorimetry parameters of the plant, the possible nutritional deficiencies of level I of this plant.
  • This process makes it possible to refine the first result from the measurements and includes a second comparison step in which it compares the possible nutritional deficiencies of level I of the plant with possible nutritional deficiencies of level II which depend on the agro-environmental situation in which the plant is found.
  • agronomic database lists, to date, 3,780 agro-environmental situations that can be encountered.
  • agro-pedo-climatic situation there is a set of possible nutritional deficiencies known as level IL
  • level IL For example, on a vine cultivated on a soil of Champagne chalk whose pH is higher than 7.5 and containing between 2 and 4% of organic matter, with a humid and hot climate, if there is stress, it is likely that it originates from a deficiency in iron and manganese, it is possible that it has for causes boron deficiency and is unlikely to be caused by nitrogen and magnesium deficiency.
  • This second database is based on a tree structure with five levels: a first level relating to the nature of the plant, a second level relating to the type of soil, a third level relating to the pH of the soil, a fourth level relating to the percentage of matter organic soil and a fifth level relating to climate.
  • the first level relating to the nature of the plant has ten possibilities: ⁇ Beet ⁇ Corn ⁇ Vines ⁇ Oilseeds
  • the third level relating to soil pH has three possibilities: ⁇ Acid (pH ⁇ 6.5) ⁇ Alkaline (pH> 7.5)
  • the fourth level relating to the rate of organic matter (OM) of the soil has three possibilities:
  • the fifth level relating to climate has six possibilities: sec Dry and hot climate ⁇ Wet and temperate climate
  • the method of the invention makes it possible to identify the real nutritional deficiencies of the plant.
  • the device according to the invention implementing the method as defined above comprises, with reference to FIGS. 1 and 2, a fluorimetry apparatus 1 of known type comprising a unit for measuring the photosynthetic activity of a plant, a unit display of the measurement result and control keys.
  • This fluorimetry device 1 is completed, within the scope of the invention, by the first and second databases and by the first and second comparison units as well as the configuration unit.
  • the fluorimetry apparatus 1 comprises in a known manner a housing 2 and a projector 3 connected together by a bundle of electric cables 4 as well as independent measuring clamps 5.
  • This fluorimetry device 1 has relatively small dimensions and a limited weight which allow it to be easily transportable, for example over the shoulder, in order to be able to carry out the measurements on the cultivation plots.
  • Each measuring clamp 5, commonly called “leaf clip” comprises, in a known manner and with reference to FIG. 2, two parallel branches, an upper branch 51 and a lower branch 52, articulated around a pivot 53 delimiting a gripping area P and a measurement area M.
  • the grip area P can be easily maneuvered between the thumb and forefinger to move the two arms 51, 52 apart in the measurement area M and place the measuring forceps 5 on a sheet of the plant to check.
  • the inner faces 54 of these branches 51, 52 can be covered with a coating or with a non-slip relief to temporarily secure the measuring clip 5 and the sheet while respecting its texture.
  • the upper branch 51 of the measuring clip 5 comprises in the measurement zone M a ring 55 intended to fit onto the headlight 3, this ring 55 being provided with a central orifice 56 releasing a circular portion of the sheet to put it in communication with the projector 3.
  • the upper branch 51 also includes a tongue 57 movable in translation between a closed position in which it closes the central orifice 56 and an open position in which it releases this central orifice 56, this tongue 57 being operable by a protuberance 58.
  • the projector 3 essentially comprises and in a known manner, in a small housing 30, a photodiode 31 capable of generating a light flash, an optical filter 32 and a cone 33 capable of directing and concentrating the light flash on the circular portion of the sheet when the tongue 57 is in the open position.
  • the projector 3 has a window 34 concentric with the cone 33 and provided in a projecting part 35 whose external shape is cylindrical and complementary to that of the ring 55 of the measuring clamp 5.
  • This projector 3 also includes a receiver 36, consisting of 'at least one lens 37 and a diode 38, capable of receiving the light energy returned by the circular portion of the exposed sheet.
  • the housing 2 includes at least one power supply unit for the photodiode 31 and the measurement unit.
  • This measurement unit makes it possible to control the photodiode 31 so that it emits a light flash on the circular portion of the sheet exposed at a given instant, and to record the light energy returned by the sheet and captured by the receiver 36 during a predetermined time interval.
  • This measurement unit also makes it possible to digitize this returned light energy and to interpret the fluorescence curve obtained during the measurement in order to read the measured fluorescence parameters.
  • This box 2 additionally comprises the fluorimetric and agronomic databases, the comparison and display units as well as at least one display screen 21 and control keys 22 such as for example an ON / OFF key for setting the fluorimetry device works, navigation keys to move in a scrolling menu, an OK key to validate a choice, an AN key to cancel a choice, a RESET key to reset the device, an ESC key to exit the menu, alphanumeric keys, etc. All of these units are made up of electronic circuits and microprocessors.
  • the housing 2 can also include a self-calibration unit for the photodiode 31 to ensure the reproducibility of the light flash over time and therefore the reliability of the measurements.
  • this light flash has an intensity of 10,000 lux / m 2 .
  • the self-calibration unit performs a self-check every 50 or 100 measurements and, if necessary, automatically corrects the light intensity of the flash.
  • This box 2 can also be supplemented by integrating therein a unit for memorizing the measured fluorescence parameters making it possible for example to store a thousand fluorescence curves, an access code, a unit for memorizing the type of soil per plot, a pre unit -payment, etc.
  • the prepayment unit allows for example to sell the device loaded with a predefined number of measures and to request a new payment to reload the device in a predefined number of measures.
  • the user places the measuring tongs 5 on the leaves of the plants to be inspected dispersed on a crop plot to perform a statistical and representative measurement of the state of health of the plot. It places at least ten and at most twenty measuring clips. For example, on a plot of 1 hectare, it is considered that fifteen measurements are necessary to integrate the variability of plants in the same plot and obtain results representative of the state of health of the entire plot.
  • the location of the measuring clamps 5 must comply with certain rules. Avoid positioning the measuring clip 5 on the central rib of the leaf and, if possible, position it on a shaded part of the plant.
  • 1 user must operate the tab 57 in the closed position to put the circular portion of the sheet in the dark for at least thirty minutes so as to stop its photochemical activity.
  • the user then switches on the fluorimetry device 1 by pressing the ON / OFF key.
  • the screen displays a menu in which the user positions himself in "configure” mode with the navigation keys and validates with the OK key.
  • the configuration unit is then activated and is positioned on the first level of the agronomic database relating to the cropping system.
  • the device then offers several possibilities in the form of a scrolling menu. The user moves with the navigation keys to position himself on the crop which he must control and then valid.
  • the configuration unit is then positioned on the second level relating to the nature of the soil.
  • the user chooses the type of soil corresponding to the crop plot which he must control and then validates.
  • the configuration unit is positioned on the third level relating to soil pH.
  • the user chooses the pH of his soil then validates.
  • the configuration unit is positioned on the fourth level relating to the level of organic matter in the soil.
  • the user chooses the MO level of his soil and then validates.
  • the configuration unit is finally positioned at the fifth level relating to the climatic sequence. The user chooses the climate corresponding to the period in which he measures and then validates.
  • 1 configuration unit automatically positions itself in an average situation.
  • the fluorimetry device 1 is configured for a specific agro-pedo-climatic situation, which determines possible nutritional deficiencies of level I
  • the user can then proceed to the measurement step.
  • it is positioned in "measurement" mode with the navigation keys and validates with the OK key. He then places the projector 3 on the measuring clamps 5 one after the other. For each measurement, it operates the tongue 57 in the open position of one of the measuring clamps 5 to release the circular portion of the exposed sheet and controls the light flash with the OK key for at least two seconds.
  • the activity The photosynthetic leaf is reactivated very quickly after approximately 300 ms.
  • the circular portion of exposed sheet will therefore absorb part of the energy of the light flash and will return another part in the form of fluorescence. This fluorescence emission is recovered by the receiver 36 and digitized by the measurement unit.
  • the screen 21 of the fluorimetry apparatus 1 can display, for example, the number of the measurement and the measured data of the fluorescence curve in part or in whole.
  • the unit of measurement requires ten to twenty and preferably fifteen measurements to be able to interpret the measured fluorescence parameters.
  • the user selects, in the menu, the "analysis" mode and 1 measurement unit performs an average of each measured fluorescence parameter.
  • the average of the measured fluorescence parameters is then compared, by the first comparison unit, with the reference fluorescence parameters of the first so-called fluorimetric database. If the plant is not in good health, one or more possible nutritional deficiencies of level I may emerge.
  • any level I nutritional deficiencies detected on the plant are compared, by the second comparison unit, with possible level II nutritional deficiencies determined by the agro-pedo situation. - specific climatic, to deduce from it the real nutritional deficiencies undergone by the plant if necessary.
  • the screen 21 of the fluorimetry apparatus 1 displays a message referring the user to a control laboratory to interpret the results of its measurements.
  • the display unit of the device displays on the screen of the fluorimetry apparatus 1, the result relating to the state of health of the plant and to its possible nutritional deficiencies.
  • the user configures his fluorimetry device by choosing the following environmental parameters in the second database:
  • the user performs the measurements which give the following measured fluorescence parameters:
  • the comparison of these parameters measured with the reference fluorescence parameters of the first database indicates that it is a manganese deficiency.
  • the second comparison unit compares this result with the results from the configuration phase:
  • the user performs the measurements which give the following measured fluorescence parameters:
  • the second comparison unit compares this result with the results from the configuration phase:
  • the method and the device of the invention make it possible to achieve the goals set.
  • they make it possible to carry out, using an autonomous and portable fluorimetry device, fluorimetry measurements on cultivated plants and to instantly deliver information on the state of health of these plants as well as information on the nutritional deficiency (s) detected, if these deficiencies are identified in the databases, even before the appearance of stress on the plant.
  • This information thus makes it possible to make a supply of fertilizer product adapted to the nutritional deficiencies detected in a preventive manner, which has the advantage of promoting a rapid and effective correction taking into account the slight deterioration of photosynthesis and thus preserving the potential of plant. Thanks to this tool, the farmer will now be able to reason out his fertilizer inputs in a preventive manner.
  • This device can therefore have several uses. It can be used as a preventative as above. It can also be used for curative purposes, in the event that the nutritional stress of the plant has already manifested itself, to identify any nutritional deficiencies, provide specific treatment and monitor the effectiveness of the treatment as well as the evolution of plant health. It can also be used on an experimental basis to test the effectiveness of fertilizers on plants.
  • the present invention is not limited to the example of embodiment described but extends to any modification and variant obvious to a person skilled in the art while remaining within the scope of the protection defined in the appended claims.
  • the system can also be supplemented by the detection of deficiencies due to a lack of water called "water stress" or to specific and identified diseases.

Abstract

The invention concerns a method and a device based on the measurement of chlorophyll fluorescence, simple, economical, self-contained, usable on plots of crop and non-destructive for the plant, capable of delivering an immediate response on the health condition of the plant and of identifying one or more nutritional deficiencies, such as iron, manganese, magnesium, boron, nitrogen, calcium deficiency. Said method comprises at least the following steps: a) indexing, in a databank, reference parameters determining possible nutritional deficiencies of level I, b) indexing, in another databank, agro-environmental parameters determining possible nutritional deficiencies of level II, c) configuring the fluorometry apparatus by selecting the agro-environmental parameters corresponding to the real situation of the plant and measuring the plant chlorophyll fluorescence, d) comparing the mean of the measured fluorescence parameters with the reference fluorescence parameters and, in case of deficiency, deducing therefrom the possible level I nutritional deficiencies which are compared to the possible level II deficiencies to deduce therefrom the real nutritional deficiencies of the plant.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR EVALUER L'ACTIVITE PHOTOSYNTHETIQUE D'UNE PLANTE ET IDENTIFIER LES POSIBLES CARENCES NOTAMMENT NUTRITIONNELLES PRO CE D E E T DIS P OSITIF TO EVALUATE THE ACTIVITY PHOTOSYNT ET tics E OF THE EP TE AN E T I N T ify THE DEFICIENCY POSIBLES INCLUDING NUT RI IT IS NOT THE THE S
La présente invention concerne un procédé pour évaluer l'activité photosynthétique d'une plante et, en cas de perturbation, identifier les carences notamment nutritionnelles, ce procédé étant basé sur la mesure de la fluorescence chlorophyllienne de ladite plante à l'aide d'un appareil de fluorimétrie. L'invention 10 concerne également un dispositif mettant en œuvre ledit procédé, ce dispositif comportant au moins un appareil de fluorimétrie agencé pour effectuer des mesures de la fluorescence chlorophyllienne sur ladite plante.The present invention relates to a method for evaluating the photosynthetic activity of a plant and, in the event of a disturbance, identifying the nutritional deficiencies in particular, this method being based on the measurement of the chlorophyll fluorescence of said plant using a fluorimetry device. The invention also relates to a device implementing said method, this device comprising at least one fluorimetry device arranged to perform measurements of chlorophyll fluorescence on said plant.
Il est connu que la mesure de la fluorescence chlorophyllienne permet de mesurer 15 l'activité photosynthétique d'une plante, qui est le reflet de son état de santé. Cette mesure s'effectue de la manière suivante : on maintient une feuille de la plante dans l'obscurité pendant trente minutes afin de stopper l'activité photochimique de la photosynthèse, et ensuite on expose cette feuille à un flash lumineux d'une longueur d'onde connue. Cette feuille va consommer une partie de cette énergie lumineuse et 20 en dégager une partie sous forme de fluorescence. On mesure alors cette émission de fluorescence qui se caractérise par une courbe bien spécifique (effet Kautsky) et on interprète cette courbe pour déterminer l'état de santé de la plante.It is known that measuring chlorophyll fluorescence makes it possible to measure the photosynthetic activity of a plant, which is a reflection of its state of health. This measurement is carried out as follows: a leaf of the plant is kept in the dark for thirty minutes in order to stop the photochemical activity of photosynthesis, and then this leaf is exposed to a light flash with a length d known wave. This sheet will consume part of this light energy and give off part of it in the form of fluorescence. This fluorescence emission, which is characterized by a very specific curve (Kautsky effect), is then measured and this curve is interpreted to determine the state of health of the plant.
D'une manière générale, la plante cultivée peut subir durant son cycle végétatif 25 différentes périodes critiques appelées communément « stress » . Ces stress peuvent être d'origine climatique : froid, sécheresse, forte pluviométrie, ou d'origine alimentaire : carences en éléments nutritifs tels que par exemple en magnésie (Mg), cuivre (Cu), bore (B), etc., blocage passager de l'absorption racinaire, etc. Ces stress peuvent être également dus à des maladies ou à des ravageurs. Ces stress ont pour effet une baisse du rendement des cultures aussi bien quantitatif que qualitatif. Lorsque la plante extériorise des symptômes foliaires visuels tels que décoloration, flétrissement, nécrose, c'est déjà le résultat dun dysfonctionnement important. Quand la plante fonctionne correctement, la conversion photochimique est importante. Le rapport Fv/Fm est alors supérieur ou égal à 0,80. Quand son état de santé est dégradé, la conversion photochimique diminue et la réémission de fluorescence augmente. Le rapport Fv/Fm diminue alors jusqu'à environ 0,60.Generally, the cultivated plant can undergo during its vegetative cycle 25 different critical periods commonly called "stress". These stresses can be of climatic origin: cold, drought, high rainfall, or of food origin: deficiencies in nutritive elements such as for example in magnesia (Mg), copper (Cu), boron (B), etc., blockage passenger of root absorption, etc. These stresses can also be due to diseases or pests. These stresses are for effect a drop in crop yield both quantitatively and qualitatively. When the plant externalizes visual leaf symptoms such as discoloration, wilting, necrosis, it is already the result of significant dysfunction. When the plant is functioning properly, photochemical conversion is important. The Fv / Fm ratio is then greater than or equal to 0.80. When his state of health is degraded, the photochemical conversion decreases and the fluorescence re-emission increases. The Fv / Fm ratio then decreases to around 0.60.
Des études effectuées par le titulaire de la présente demande, la SADEF (Société Alsacienne pour le Développement et lΕtude de la Fertilité) ont démontré que la mesure de la fluorescence chlorophyllienne permet de déceler précocement les carences nutritionnelles d'une plante avant toute manifestation des symptômes foliaires. On peut citer à titre d'exemple qu'une carence en fer est décelable environ quinze jours avant son apparition visuelle et une carence en manganèse environ vingt cinq jours avant.Studies carried out by the holder of this application, SADEF (Société Alsacienne pour le Développement et lΕtude de la Fertilité) have shown that measuring chlorophyll fluorescence makes it possible to detect nutritional deficiencies in a plant early before any symptoms appear. foliar. We can cite as an example that an iron deficiency is detectable about fifteen days before its visual appearance and a manganese deficiency about twenty five days before.
Cette méthode de mesure de la fluorescence chlorophyllienne, directement applicable sur des parcelles en culture et sans destruction des plantes, permet d'agir à temps en apportant un ou plusieurs fertilisants adaptés aux carences nutritionnelles de la plante, de suivre le traitement de la plante carencée et de vérifier l'efficacité du fertilisant apporté. Elle permet aussi de connaître le moment optimum d'apport d'un élément nutritif afin d'optimiser la qualité de la production, comme dans le cas de l'apport d'azote sur le blé.This method of measuring chlorophyll fluorescence, directly applicable on cultivated plots and without destroying the plants, makes it possible to act in time by providing one or more fertilizers adapted to the nutritional deficiencies of the plant, to monitor the treatment of the deficient plant and check the effectiveness of the fertilizer provided. It also makes it possible to know the optimum moment of supply of a nutrient in order to optimize the quality of production, as in the case of the supply of nitrogen to wheat.
La difficulté de cette méthode réside dans l'interprétation des paramètres de la courbe de fluorescence pour identifier l'origine de la ou des carences nutritionnelles de la plante. A ce jour, il existe des appareils de mesure de la fluorescence chlorophyllienne mais ils sont limités à la prise des mesures. Ce type d'appareil est par exemple décrit dans la publication EP-A-354 745 et dans l'article de G. Bulgarea et M. Boukadoum publié par IEEE Transactions on instrumentation and measurement, vol.50, no 3, June 2001. Il comporte une sphère de mesure étanche dans laquelle est placé un échantillon de plante, la plante est donc détruite partiellement. Cet appareil contient une base de données comportant des courbes de fluorescence de référence permettant d'analyser l'état de santé dune plante par comparaison des courbes mesurées avec les courbes de référence. Toutefois, cet appareil ne permet pas d Identifier la carence de la plante à partir de ces mesures, qui doivent ensuite être envoyées vers un laboratoire en vue de les traiter et de donner une information sur l'état de santé de la plante.The difficulty of this method lies in the interpretation of the parameters of the fluorescence curve to identify the origin of the nutritional deficiency (s) of the plant. To date, there are devices for measuring chlorophyll fluorescence but they are limited to taking measurements. This type of device is for example described in the publication EP-A-354 745 and in the article by G. Bulgarea and M. Boukadoum published by IEEE Transactions on instrumentation and measurement, vol.50, no 3, June 2001. It includes a tight measuring sphere in which a plant sample is placed, the plant is therefore partially destroyed. This device contains a database comprising reference fluorescence curves making it possible to analyze the state of health of a plant by comparing the measured curves with the reference curves. However, this device does not make it possible to identify the deficiency of the plant from these measurements, which must then be sent to a laboratory for processing and to give information on the plant's state of health.
Seule la SADEF dispose de moyens lui permettant d'interpréter les mesures et de délivrer un avis sur les carences supposées et les traitements à appliquer. Néanmoins, le résultat n'est pas instantané, le délai nécessaire étant d'environ 24 heures.Only SADEF has the means to interpret the measures and deliver an opinion on the supposed deficiencies and the treatments to be applied. However, the result is not instantaneous, the time required being approximately 24 hours.
D'autres méthodes existent mais elles donnent des réponses très approximatives ou sont limitées à un type de culture et à la détection de certains éléments nutritifs. De plus, si la plante subit plusieurs carences nutritionnelles, aucune des méthodes connues ne permet de les détecter et de les différencier par des facteurs discriminants.Other methods exist but they give very approximate answers or are limited to a type of culture and the detection of certain nutrients. In addition, if the plant suffers from several nutritional deficiencies, none of the known methods can detect them and differentiate them by discriminating factors.
La méthode d'analyse « Jubil » permet de déceler sur le blé le manque d'azote (N). Le kit d'analyse « Nutrichek » permet de déceler également sur le blé le manque d'azote (N), de phosphore (P), de soufre (S). La méthode d'analyse « Bio-Savital » permet de détecter sur la vigne les carences en potassium (K), azote (N) et magnésie (Mg) par prélèvement de la sève sur des sarments sains. Néanmoins, ces trois méthodes sont destructrices des plantes puisqu'elles nécessitent des prélèvements de sève à la base de la tige des plantes. De plus, elles ne donnent pas une réponse instantanée puisqu'elles reposent sur une analyse des résultats en laboratoire. Un outil appelé « N-Tester » permet de déceler principalement sur le blé le manque d'azote (N) par une mesure de la teneur en chlorophylle. C'est une méthode non destructrice de la plante, qui donne une réponse instantanée, mais qui est limitée au blé et à 1 "identification d'une carence en azote.The "Jubil" analysis method can detect the lack of nitrogen (N) in wheat. The “Nutrichek” analysis kit also makes it possible to detect on wheat the lack of nitrogen (N), phosphorus (P), sulfur (S). The “Bio-Savital” analysis method makes it possible to detect potassium (K), nitrogen (N) and magnesia (Mg) deficiencies on the vine by removing the sap from healthy branches. However, these three methods are destructive to plants since they require sap samples from the base of the plant stem. In addition, they do not give an instant answer since they are based on an analysis of the results in the laboratory. A tool called "N-Tester" mainly detects the lack of nitrogen (N) on wheat by measuring the chlorophyll content. It is a non-destructive method of the plant, which gives an instant response, but which is limited to wheat and to the identification of a nitrogen deficiency.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif basés sur la mesure de la fluorescence chlorophyllienne, qui soit simple, économique, entièrement autonome, facilement utilisable sur des parcelles de culture et non destructeur des plantes, et qui puisse délivrer une réponse immédiate sur l'état de santé de la plante et identifier si besoin l'origine de la ou des carences nutritionnelles de la plante, dans la mesure où ces carences ont pu être préalablement déterminées.The present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a method and a device based on the measurement of chlorophyll fluorescence, which is simple, economical, entirely autonomous, easily usable on plots of culture and non-destructive of plants, and which can deliver an immediate response on the state of health of the plant and identify if necessary the origin of the nutritional deficiency (s) of the plant, insofar as these deficiencies could have been determined beforehand.
Dans ce but, l'invention concerne un procédé du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : a) on répertorie, dans une première banque de données dite fluorimétrique, un nombre n de courbes de fluorescence identifiées par leurs paramètres et formant des paramètres de fluorescence référentiels agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau I, b) on répertorie, dans une seconde banque de données dite agronomique, des paramètres agro-environnementaux agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau II, c) on configure ledit appareil de fluorimétrie en sélectionnant les paramètres agroenvironnementaux correspondant à la situation réelle de ladite plante, d) on procède à un ensemble de mesures de la fluorescence chlorophyllienne de ladite plante à l'aide dudit appareil de fluorimétrie et on mémorise la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés des courbes de fluorescence obtenues, e) on compare la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés auxdits paramètres de fluorescence référentiels pour vérifier l'état de santé de ladite plante et on en déduit les carences nutritionnelles possibles de niveau I de ladite plante, f) on compare les carences nutritionnelles possibles de niveau I aux carences nutritionnelles possibles de niveau II, et g) on en déduit et on affiche au moins l'état de santé de ladite plante et, en cas de déficience, les carences nutritionnelles réelles de ladite plante.For this purpose, the invention relates to a process of the kind indicated in the preamble, characterized in that it comprises at least the following steps: a) there is listed, in a first database called fluorimetric, a number n of fluorescence curves identified by their parameters and forming referential fluorescence parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level I, b) there are listed, in a second so-called agronomic database, agro-environmental parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level II, c) configuring said fluorimetry device by selecting the agri-environmental parameters corresponding to the actual situation of said plant, d) carrying out a set of measurements of the chlorophyll fluorescence of said plant using said fluorimetry device and stores the average of the measured fluorescence parameters of the curves s of fluorescence obtained, e) the average of the measured fluorescence parameters is compared with said reference fluorescence parameters to verify the state of health of said plant and we deduce the possible nutritional deficiencies of level I of said plant, f) we compare the possible nutritional deficiencies of level I with the possible nutritional deficiencies of level II, and g) we deduce and display at least the state of health of said plant and, in the event of deficiency, the real nutritional deficiencies of said plant.
Dans ce but également, l'invention concerne un dispositif du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : a) une première banque de données dite fluorimétrique répertoriant un nombre n de courbes de fluorescence identifiées par leurs paramètres et formant des paramètres de fluorescence référentiels agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau I, b) une seconde banque de données dite agronomique répertoriant des paramètres agro-environnementaux agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau II, c) une unité de configuration dudit appareil de fluorimétrie pour sélectionner les paramètres agro-environnementaux correspondant à la situation réelle de ladite plante, d) une unité de mesure de la fluorescence chlorophyllienne de ladite plante et une unité mémoire pour stocker la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés des courbes de fluorescence obtenues, e) une première unité de comparaison pour comparer la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés auxdits paramètres de fluorescence référentiels afin de vérifier l'état de santé de ladite plante et d'en déduire les carences nutritionnelles possibles de niveau I, f) une seconde unité de comparaison pour comparer les carences nutritionnelles possibles de niveau I aux dites carences nutritionnelles possibles de niveau II, et g) une unité d'affichage pour afficher au moins l'état de santé de ladite plante et, en cas de déficience, les carences nutritionnelles réelles de ladite plante.For this purpose also, the invention relates to a device of the type indicated in the preamble, characterized in that it comprises at least: a) a first so-called fluorimetric database listing a number n of fluorescence curves identified by their parameters and forming referential fluorescence parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level I, b) a second so-called agronomic database listing agro-environmental parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level II, c) a configuration unit of said device fluorimetry to select the agro-environmental parameters corresponding to the real situation of said plant, d) a unit for measuring the chlorophyll fluorescence of said plant and a memory unit for storing the average of the measured fluorescence parameters of the fluorescence curves obtained, e) a first uni comparison tee for comparing the average of the measured fluorescence parameters with said reference fluorescence parameters in order to verify the state of health of said plant and to deduce therefrom the possible nutritional deficiencies of level I, f) a second comparison unit for comparing the possible nutritional deficiencies of level I to the said possible nutritional deficiencies of level II, and g) a display unit for displaying at least the state of health of said plant and, in the event of deficiency, the real nutritional deficiencies of said plant.
La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante dun exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:The present invention and its advantages will appear more clearly in the following description of an exemplary embodiment, with reference to the appended drawings, in which:
la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de fluorimétrie du dispositif selon l'invention, le projecteur de cet appareil étant représenté en coupe, - la figure 2 est une vue en perspective d'une pince de mesure de l'appareil de la figure l, et la figure 3 représente un exemple de courbe de fluorescence d'une plante avec ses paramètres.Figure 1 is a perspective view of a fluorimetry device of the device according to the invention, the projector of this device being shown in section, - Figure 2 is a perspective view of a measuring clamp of the device of FIG. 1, and FIG. 3 represents an example of a fluorescence curve of a plant with its parameters.
Le procédé permettant d'évaluer l'activité photosynthétique et donc l'état de santé dune plante est basé sur la mesure de la fluorescence chlorophyllienne de la plante à l'aide d'un appareil de fluorimétrie de type connu. Pour avoir un état de santé représentatif des plantes dune même parcelle, on effectue plusieurs mesures de fluorimétrie sur plusieurs plantes de cette parcelle, par exemple entre dix et vingt et de préférence quinze mesures. Pour chaque mesure de fluorimétrie, on obtient une courbe de fluorescence, dont un exemple est illustré à la figure 3. Cette courbe de fluorescence est caractérisée par les paramètres de fluorescence mesurés ou calculés suivants :The process for evaluating the photosynthetic activity and therefore the state of health of a plant is based on the measurement of the chlorophyll fluorescence of the plant using a fluorimetry device of known type. To have a state of health representative of the plants of the same plot, several fluorimetry measurements are made on several plants in this plot, for example between ten and twenty and preferably fifteen measurements. For each fluorimetry measurement, a fluorescence curve is obtained, an example of which is illustrated in FIG. 3. This fluorescence curve is characterized by the following measured or calculated fluorescence parameters:
• Fo représente la valeur de la fluorescence à l'état initial sur l'axe des ordonnées,• Fo represents the value of fluorescence in the initial state on the ordinate axis,
• TFm représente la valeur du temps de Fm sur l'axe des abscisses, Fm représentant la valeur de la fluorescence à l'état maximal sur l'axe des ordonnées, • le rapport Fv/Fm, Fv représentant la différence en Fm et Fo sur l'axe des ordonnées,• TFm represents the time value of Fm on the abscissa axis, Fm represents the value of fluorescence in the maximum state on the ordinate axis, • the ratio Fv / Fm, Fv representing the difference in Fm and Fo on the ordinate axis,
• l'aire comprise entre la courbe de fluorescence, l'axe des ordonnées et la projection de Fm sur l'axe des ordonnées. On fait la moyenne de chacun de ces paramètres pour l'ensemble des mesures effectuées et on peut en déduire si la plante est ou non en bonne santé.• the area between the fluorescence curve, the ordinate axis and the projection of Fm on the ordinate axis. We take the average of each of these parameters for all the measurements made and we can deduce whether the plant is healthy or not.
Si la plante n'est pas en bonne santé alors le procédé selon lïnvention comporte une première étape de comparaison dans laquelle il compare la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés à des paramètres de fluorescence référentiels qui sont mémorisés dans une première banque de données dite fluorimétrique, dans le but d'identifier les carences nutritionnelles possibles de niveau I de cette plante.If the plant is not in good health then the process according to the invention comprises a first comparison step in which it compares the average of the fluorescence parameters measured with reference fluorescence parameters which are stored in a first database called fluorimetric, in order to identify possible level I nutritional deficiencies of this plant.
Cette première banque de données est le fruit de plusieurs années d'expérimentation menées au sein de la SADEF et répertorie, à ce jour, 375 situations de fluorimétrie. Chaque situation de fluorimétrie est caractérisée par les paramètres mentionnés ci- dessus : Fo, Tfm, Fv/Fm et l'aire de la courbe de fluorimétrie, et appelés paramètres de fluorescence référentiels. Ces paramètres de fluorescence référentiels permettent d'identifier des carences nutritionnelles possibles dites de niveau I en fonction des paramètres de fluorescence mesurés de la plante. Par exemple si les paramètres de fluorescence mesurés sont : Fv/Fm = 0,55, Fo = 450, Tfm = 200, l'aire de la courbe de fluorescence = 25000, alors la photosynthèse est très fortement perturbée, le fonctionnement de la plante est très réduit et le stress est lié à une chlorose ferrique (carence en fer). Les carences nutritionnelles identifiées à ce jour sont les carences en fer, magnésium, manganèse, bore, azote, calcium. Bien entendu, cette liste n'est pas exhaustive et peut évoluer en fonction de l'évolution de cette première banque de données. Cette première banque de données repose sur une arborescence à quatre niveaux : un premier niveau relatif au rapport Fv/Fm, un deuxième niveau relatif à Fo, un troisième niveau relatif à TFm et un quatrième niveau relatif à l'aire de la courbe de fluorescence.This first database is the fruit of several years of experimentation carried out within SADEF and lists, to date, 375 situations of fluorimetry. Each fluorimetry situation is characterized by the parameters mentioned above: Fo, Tfm, Fv / Fm and the area of the fluorimetry curve, and called reference fluorescence parameters. These referential fluorescence parameters make it possible to identify possible nutritional deficiencies called level I as a function of the measured fluorescence parameters of the plant. For example if the fluorescence parameters measured are: Fv / Fm = 0.55, Fo = 450, Tfm = 200, the area of the fluorescence curve = 25000, then photosynthesis is very strongly disturbed, the functioning of the plant is very reduced and stress is linked to ferric chlorosis (iron deficiency). Nutritional deficiencies identified to date are deficiencies in iron, magnesium, manganese, boron, nitrogen, calcium. Of course, this list is not exhaustive and may change depending on the evolution of this first database. This first database is based on a tree structure at four levels: a first level relating to the Fv / Fm ratio, a second level relating to Fo, a third level relating to TFm and a fourth level relating to the area of the fluorescence curve .
Le premier niveau relatif au rapport Fv/Fm comporte cinq possibilités : Φ Fv/Fm ≤ 0,550 Φ 0,750 < Fv/Fm ≤ 0,799The first level relating to the Fv / Fm ratio has five possibilities: Φ Fv / Fm ≤ 0.550 Φ 0.750 <Fv / Fm ≤ 0.799
Φ 0,550 < Fv/Fm ≤ 0,700 Φ Fv/Fm > 0,799Φ 0.550 <Fv / Fm ≤ 0.700 Φ Fv / Fm> 0.799
Φ 0,700 < Fv/Fm ≤ 0,750Φ 0.700 <Fv / Fm ≤ 0.750
Le deuxième niveau relatif à Fo comporte trois possibilités : Φ Fo ≤ 300 Φ 300 < Fo ≤ 450The second level relating to Fo has three possibilities: Φ Fo ≤ 300 Φ 300 <Fo ≤ 450
Φ Fo > 450Φ Fo> 450
Le troisième niveau relatif à TFm comporte cinq possibilités : Φ TFm ≤ 200 Φ 450 < TFm ≤ 700 Φ 200 < TFm ≤ 300 Φ TFm > 700The third level relating to TFm has five possibilities: Φ TFm ≤ 200 Φ 450 <TFm ≤ 700 Φ 200 <TFm ≤ 300 Φ TFm> 700
Φ 300 < TFm ≤ 450Φ 300 <TFm ≤ 450
Le quatrième niveau relatif à l'aire de la courbe de fluorescence comporte cinq solutions :The fourth level relating to the area of the fluorescence curve has five solutions:
Φ aire ≤ 20000 Φ 60000 < aire ≤ 80000Φ area ≤ 20,000 Φ 60,000 <area ≤ 80,000
Φ 20000 < aire ≤ 35000 Φ aire > 80000Φ 20,000 <area ≤ 35,000 Φ area> 80,000
Φ 35000 < aire ≤ 60000Φ 35,000 <area ≤ 60,000
A l'issue de cette première étape de comparaison, le procédé de lïnvention permet d'identifier, au regard des paramètres de fluorimétrie mesurés de la plante, les carences nutritionnelles possibles de niveau I de cette plante. Ce procédé permet d'affiner le premier résultat issu des mesures et comporte une seconde étape de comparaison dans laquelle il compare les carences nutritionnelles possibles de niveau I de la plante à des carences nutritionnelles possibles de niveau II qui dépendent de la situation agro-environnementale dans laquelle la plante se trouve.At the end of this first comparison step, the process of the invention makes it possible to identify, with regard to the measured fluorimetry parameters of the plant, the possible nutritional deficiencies of level I of this plant. This process makes it possible to refine the first result from the measurements and includes a second comparison step in which it compares the possible nutritional deficiencies of level I of the plant with possible nutritional deficiencies of level II which depend on the agro-environmental situation in which the plant is found.
A cet effet, une seconde banque de données dite agronomique répertorie, à ce jour, 3780 situations agro-environnementales qu'il est possible de rencontrer. Pour chaque situation agro-environnementale spécifique appelée situation agro-pédo-climatique, il existe un ensemble de carences nutritionnelles possibles dites de niveau IL Par exemple, sur une vigne cultivée sur un sol de craie de Champagne dont le pH est supérieur à 7,5 et contenant entre 2 et 4 % de matières organiques, avec un climat humide et chaud, s'il existe un stress, il est probable qu'il ait pour origine une carence en fer et en manganèse, il est possible qu'il ait pour origine une carence en bore et il est peu probable quïl ait pour origine une carence en azote et en magnésium.To this end, a second so-called agronomic database lists, to date, 3,780 agro-environmental situations that can be encountered. For each specific agro-environmental situation called agro-pedo-climatic situation, there is a set of possible nutritional deficiencies known as level IL For example, on a vine cultivated on a soil of Champagne chalk whose pH is higher than 7.5 and containing between 2 and 4% of organic matter, with a humid and hot climate, if there is stress, it is likely that it originates from a deficiency in iron and manganese, it is possible that it has for causes boron deficiency and is unlikely to be caused by nitrogen and magnesium deficiency.
Cette seconde banque de données repose sur une arborescence à cinq niveaux : un premier niveau relatif à la nature de la plante, un deuxième niveau relatif au type de sol, un troisième niveau relatif au pH du sol, un quatrième niveau relatif au pourcentage de matière organique du sol et un cinquième niveau relatif au climat.This second database is based on a tree structure with five levels: a first level relating to the nature of the plant, a second level relating to the type of soil, a third level relating to the pH of the soil, a fourth level relating to the percentage of matter organic soil and a fifth level relating to climate.
Le premier niveau relatif à la nature de la plante comporte dix possibilités : Φ La betterave Φ Le maïs Φ La vigne Φ Les oléagineuxThe first level relating to the nature of the plant has ten possibilities: Φ Beet Φ Corn Φ Vines Φ Oilseeds
Φ Les arbres à pépins Φ Les protéagineuxΦ Pome trees Φ Proteins
Φ Les arbres à noyaux Φ Les cultures diversesΦ Stone trees Φ Various crops
Φ Les céréales Φ Les pêchers et abricotiers Le deuxième niveau relatif à la nature du sol comporte sept possibilités : Φ Sol argileux Φ Sol limoneux-sableuxΦ Cereals Φ Peaches and apricots The second level relating to the nature of the soil has seven possibilities: Φ Clay soil Φ Silty-sandy soil
Φ Sol argilo-calcaire Φ Sol limoneux-argileuxΦ Clay-limestone soil Φ Silty-clay soil
Φ Sol de craie Φ Sol de sable Φ Sol limoneuxΦ Chalk soil Φ Sand soil Φ Loamy soil
Le troisième niveau relatif au pH du sol comporte trois possibilités : Φ Acide (pH < 6,5) Φ Alcalin (pH > 7,5)The third level relating to soil pH has three possibilities: Φ Acid (pH <6.5) Φ Alkaline (pH> 7.5)
Φ Neutre (6,5 ≤ pH ≤ 7,5)Φ Neutral (6.5 ≤ pH ≤ 7.5)
Le quatrième niveau relatif au taux de matière organique (MO) du sol comporte trois possibilités :The fourth level relating to the rate of organic matter (OM) of the soil has three possibilities:
Φ Faible (MO < 1) Φ Elevé (MO > 3)Φ Low (MO <1) Φ High (MO> 3)
Φ Moyen (1 ≤ MO ≤ 3)Φ Medium (1 ≤ MO ≤ 3)
Le cinquième niveau relatif au climat comporte six possibilités : Φ Climat sec et chaud Φ Climat humide et tempéréThe fifth level relating to climate has six possibilities: sec Dry and hot climate Φ Wet and temperate climate
Φ Climat humide et chaud Φ Climat froid et secΦ Humid and hot climate Φ Cold and dry climate
Φ Climat sec et tempéré Φ Climat humide et froidΦ Dry and temperate climate Φ Wet and cold climate
A lïssue de cette seconde étape de comparaison, le procédé de l'invention permet d'identifier les carences nutritionnelles réelles de la plante.At the end of this second comparison step, the method of the invention makes it possible to identify the real nutritional deficiencies of the plant.
Le dispositif selon l'invention mettant en œuvre le procédé tel que défini ci-dessus comporte, en référence aux figures 1 et 2, un appareil de fluorimétrie 1 de type connu comportant une unité de mesure de l'activité photosynthétique dune plante, une unité d'affichage du résultat de la mesure et des touches de commande. Cet appareil de fluorimétrie 1 est complété, dans le cadre de lïnvention, par les première et seconde banques de données et par les première et seconde unités de comparaison ainsi que l'unité de configuration.The device according to the invention implementing the method as defined above comprises, with reference to FIGS. 1 and 2, a fluorimetry apparatus 1 of known type comprising a unit for measuring the photosynthetic activity of a plant, a unit display of the measurement result and control keys. This fluorimetry device 1 is completed, within the scope of the invention, by the first and second databases and by the first and second comparison units as well as the configuration unit.
L'appareil de fluorimétrie 1 comporte de manière connue un boîtier 2 et un projecteur 3 reliés entre eux par un faisceau de câbles électriques 4 ainsi que des pinces de mesure 5 indépendantes. Cet appareil de fluorimétrie 1 a des dimensions relativement réduites et un poids limité qui lui permettent d'être facilement transportable par exemple en bandoulière pour pouvoir effectuer les mesures sur les parcelles de culture.The fluorimetry apparatus 1 comprises in a known manner a housing 2 and a projector 3 connected together by a bundle of electric cables 4 as well as independent measuring clamps 5. This fluorimetry device 1 has relatively small dimensions and a limited weight which allow it to be easily transportable, for example over the shoulder, in order to be able to carry out the measurements on the cultivation plots.
Chaque pince de mesure 5, appelée communément "leaf clip", comporte, de manière connue et en référence à la figure 2, deux branches parallèles, une branche supérieure 51 et une branche inférieure 52, articulées autour dun pivot 53 délimitant une zone de préhension P et une zone de mesure M. La zone de préhension P peut être manœuvrée aisément entre le pouce et l'index pour écarter les deux branches 51, 52 dans la zone de mesure M et placer la pince de mesure 5 sur une feuille de la plante à vérifier. Les faces intérieures 54 de ces branches 51, 52 peuvent être recouvertes dun revêtement ou d'un relief anti dérapant pour solidariser provisoirement la pince de mesure 5 et la feuille tout en respectant sa texture. La branche supérieure 51 de la pince de mesure 5 comporte dans la zone de mesure M une bague 55 destinée à s'emboîter sur le projecteur 3, cette bague 55 étant pourvue dun orifice central 56 dégageant une portion circulaire de la feuille pour la mettre en communication avec le projecteur 3. La branche supérieure 51 comporte également une languette 57 mobile en translation entre une position fermée dans laquelle elle obture l'orifice central 56 et une position ouverte dans laquelle elle libère cet orifice central 56, cette languette 57 étant manœuvrable par une protubérance 58.Each measuring clamp 5, commonly called "leaf clip", comprises, in a known manner and with reference to FIG. 2, two parallel branches, an upper branch 51 and a lower branch 52, articulated around a pivot 53 delimiting a gripping area P and a measurement area M. The grip area P can be easily maneuvered between the thumb and forefinger to move the two arms 51, 52 apart in the measurement area M and place the measuring forceps 5 on a sheet of the plant to check. The inner faces 54 of these branches 51, 52 can be covered with a coating or with a non-slip relief to temporarily secure the measuring clip 5 and the sheet while respecting its texture. The upper branch 51 of the measuring clip 5 comprises in the measurement zone M a ring 55 intended to fit onto the headlight 3, this ring 55 being provided with a central orifice 56 releasing a circular portion of the sheet to put it in communication with the projector 3. The upper branch 51 also includes a tongue 57 movable in translation between a closed position in which it closes the central orifice 56 and an open position in which it releases this central orifice 56, this tongue 57 being operable by a protuberance 58.
Le projecteur 3 comporte essentiellement et de manière connue, dans un petit boîtier 30, une photodiode 31 apte à générer un flash lumineux, un filtre optique 32 et un cône 33 apte à diriger et à concentrer le flash lumineux sur la portion circulaire de la feuille quand la languette 57 est en position ouverte. Le projecteur 3 comporte une fenêtre 34 concentrique au cône 33 et prévue dans une partie saillante 35 dont la forme extérieure est cylindrique et complémentaire à celle de la bague 55 de la pince de mesure 5. Ce projecteur 3 comporte également un récepteur 36, constitué d'au moins une lentille 37 et une diode 38, apte à réceptionner l'énergie lumineuse renvoyée par la portion circulaire de la feuille exposée.The projector 3 essentially comprises and in a known manner, in a small housing 30, a photodiode 31 capable of generating a light flash, an optical filter 32 and a cone 33 capable of directing and concentrating the light flash on the circular portion of the sheet when the tongue 57 is in the open position. The projector 3 has a window 34 concentric with the cone 33 and provided in a projecting part 35 whose external shape is cylindrical and complementary to that of the ring 55 of the measuring clamp 5. This projector 3 also includes a receiver 36, consisting of 'at least one lens 37 and a diode 38, capable of receiving the light energy returned by the circular portion of the exposed sheet.
Le boîtier 2 comporte au moins une unité d'alimentation électrique de la photodiode 31 et l'unité de mesure. Cette unité de mesure permet de commander la photodiode 31 afin qu'elle émette un flash lumineux sur la portion circulaire de la feuille exposée à un instant donné, et d'enregistrer l'énergie lumineuse renvoyée par la feuille et captée par le récepteur 36 pendant un intervalle de temps prédéterminé. Cette unité de mesure permet également de numériser cette énergie lumineuse renvoyée et d'interpréter la courbe de fluorescence obtenue lors de la mesure pour relever les paramètres de fluorescence mesurés.The housing 2 includes at least one power supply unit for the photodiode 31 and the measurement unit. This measurement unit makes it possible to control the photodiode 31 so that it emits a light flash on the circular portion of the sheet exposed at a given instant, and to record the light energy returned by the sheet and captured by the receiver 36 during a predetermined time interval. This measurement unit also makes it possible to digitize this returned light energy and to interpret the fluorescence curve obtained during the measurement in order to read the measured fluorescence parameters.
Ce boîtier 2 comporte en plus les banques de données fluorimétrique et agronomique, les unités de comparaison et d'affichage ainsi qu'au moins un écran d'affichage 21 et des touches de commande 22 comme par exemple une touche ON/OFF pour mettre en marche l'appareil de fluorimétrie, des touches de navigation pour se déplacer dans un menu défilant, une touche OK pour valider un choix, une touche AN pour annuler un choix, une touche RESET pour réinitialiser l'appareil, une touche ESC pour sortir du menu, des touches alphanumériques, etc. Toutes ces unités sont constituées de circuits électroniques et de microprocesseurs.This box 2 additionally comprises the fluorimetric and agronomic databases, the comparison and display units as well as at least one display screen 21 and control keys 22 such as for example an ON / OFF key for setting the fluorimetry device works, navigation keys to move in a scrolling menu, an OK key to validate a choice, an AN key to cancel a choice, a RESET key to reset the device, an ESC key to exit the menu, alphanumeric keys, etc. All of these units are made up of electronic circuits and microprocessors.
Le boîtier 2 peut également comporter une unité d'auto-calibrage de la photodiode 31 pour assurer dans le temps la reproductibilité du flash lumineux et donc la fiabilité des mesures. Par exemple, ce flash lumineux a une intensité de 10.000 lux/m2. Cette I ^j | f | ι i v w * ^ v '•*••***"The housing 2 can also include a self-calibration unit for the photodiode 31 to ensure the reproducibility of the light flash over time and therefore the reliability of the measurements. For example, this light flash has an intensity of 10,000 lux / m 2 . This I ^ j | f | ι ivw * ^ v '• * •• *** "
1313
intensité peut diminuer avec le temps. On peut par exemple prévoir que l'unité d'auto-calibrage effectue un autocontrôle toutes les 50 ou 100 mesures et, le cas échéant, corrige automatiquement l'intensité lumineuse du flash. On peut également compléter ce boîtier 2 en y intégrant une unité de mémorisation des paramètres de fluorescence mesurés permettant par exemple de stocker mille courbes de fluorescence, un code d'accès, une unité de mémorisation du type de sol par parcelle, une unité de pré-paiement, etc. Lunité de pré-paiement permet par exemple de vendre le dispositif chargé avec un nombre prédéfini de mesures et de solliciter un nouveau paiement pour recharger l'appareil en un nombre prédéfini de mesures.intensity may decrease over time. One can for example provide that the self-calibration unit performs a self-check every 50 or 100 measurements and, if necessary, automatically corrects the light intensity of the flash. This box 2 can also be supplemented by integrating therein a unit for memorizing the measured fluorescence parameters making it possible for example to store a thousand fluorescence curves, an access code, a unit for memorizing the type of soil per plot, a pre unit -payment, etc. The prepayment unit allows for example to sell the device loaded with a predefined number of measures and to request a new payment to reload the device in a predefined number of measures.
Le fonctionnement du dispositif selon l nvention est décrit ci-après. Pour procéder aux mesures sur une parcelle de culture, l'utilisateur place les pinces de mesure 5 sur les feuilles des plantes à contrôler dispersées sur une parcelle de culture pour effectuer une mesure statistique et représentative de l'état de santé de la parcelle. Il place au moins dix et au plus vingt pinces de mesure. Par exemple, sur une parcelle de 1 hectare, on considère que quinze mesures sont nécessaires pour intégrer les variabilités des plantes d'une même parcelle et obtenir des résultats représentatifs de l'état de santé de l'ensemble de la parcelle. L'emplacement des pinces de mesure 5 doit respecter certaines règles. Il faut éviter de positionner la pince de mesure 5 sur la nervure centrale de la feuille et, si possible, il faut la positionner sur une partie ombragée de la plante. Chaque fois quune pince de mesure 5 est placée, 1 utilisateur doit manœuvrer la languette 57 en position fermée pour mettre la portion circulaire de la feuille dans l'obscurité pendant au moins trente minutes de manière à stopper son activité photochimique.The operation of the device according to the invention is described below. To carry out the measurements on a crop plot, the user places the measuring tongs 5 on the leaves of the plants to be inspected dispersed on a crop plot to perform a statistical and representative measurement of the state of health of the plot. It places at least ten and at most twenty measuring clips. For example, on a plot of 1 hectare, it is considered that fifteen measurements are necessary to integrate the variability of plants in the same plot and obtain results representative of the state of health of the entire plot. The location of the measuring clamps 5 must comply with certain rules. Avoid positioning the measuring clip 5 on the central rib of the leaf and, if possible, position it on a shaded part of the plant. Each time a measuring clip 5 is placed, 1 user must operate the tab 57 in the closed position to put the circular portion of the sheet in the dark for at least thirty minutes so as to stop its photochemical activity.
L'utilisateur met alors en marche l'appareil de fluorimétrie 1 en appuyant sur la touche ON/OFF. L'écran affiche un menu dans lequel l'utilisateur se positionne en mode "configurer" avec les touches de navigation et valide avec la touche OK. L'unité de configuration est alors activée et se positionne au premier niveau de la banque de données agronomique relatif au système cultural. Le dispositif offre alors plusieurs possibilités sous la forme dun menu défilant. L'utilisateur se déplace avec les touches de navigation pour se positionner sur la culture quïl doit contrôler puis valide.The user then switches on the fluorimetry device 1 by pressing the ON / OFF key. The screen displays a menu in which the user positions himself in "configure" mode with the navigation keys and validates with the OK key. The configuration unit is then activated and is positioned on the first level of the agronomic database relating to the cropping system. The device then offers several possibilities in the form of a scrolling menu. The user moves with the navigation keys to position himself on the crop which he must control and then valid.
L'unité de configuration se positionne alors au deuxième niveau relatif à la nature du sol. L'utilisateur choisit la nature du sol correspondant à la parcelle de culture quïl doit contrôler puis valide. L'unité de configuration se positionne au troisième niveau relatif au pH du sol. L'utilisateur choisit le pH de son sol puis valide. L'unité de configuration se positionne au quatrième niveau relatif au taux de matière organique du sol. Lutilisateur choisit le taux de MO de son sol puis valide. L'unité de configuration se positionne enfin au cinquième niveau relatif à la séquence climatique. L'utilisateur choisit le climat correspondant à la période où il fait ses mesures puis valide.The configuration unit is then positioned on the second level relating to the nature of the soil. The user chooses the type of soil corresponding to the crop plot which he must control and then validates. The configuration unit is positioned on the third level relating to soil pH. The user chooses the pH of his soil then validates. The configuration unit is positioned on the fourth level relating to the level of organic matter in the soil. The user chooses the MO level of his soil and then validates. The configuration unit is finally positioned at the fifth level relating to the climatic sequence. The user chooses the climate corresponding to the period in which he measures and then validates.
Si lutilisateur ne connaît pas les paramètres de sélection, 1 unité de configuration se positionne automatiquement dans une situation moyenne.If the user does not know the selection parameters, 1 configuration unit automatically positions itself in an average situation.
A l'issue de cette étape, l'appareil de fluorimétrie 1 est configuré pour une situation agro-pédo-climatique spécifique, qui détermine des carences nutritionnelles possibles de niveau IAt the end of this step, the fluorimetry device 1 is configured for a specific agro-pedo-climatic situation, which determines possible nutritional deficiencies of level I
L'utilisateur peut alors passer à l'étape de mesure. Dans le menu, il se positionne sur le mode "mesure" avec les touches de navigation et valide avec la touche OK. Il place ensuite le projecteur 3 sur les pinces de mesure 5 les unes après les autres. Pour chaque mesure, il manœuvre la languette 57 en position ouverte dune des pinces de mesure 5 pour libérer la portion circulaire de la feuille exposée et commande le flash lumineux avec la touche OK pendant au moins deux secondes. L'activité photosynthétique de la feuille est réactivée très rapidement au bout de 300 ms environ. La portion circulaire de feuille exposée va donc absorber une partie de l'énergie du flash lumineux et va en renvoyer une autre partie sous forme de fluorescence. Cette émission de fluorescence est récupérée par le récepteur 36 et numérisée par l'unité de mesure. A chaque mesure, l'écran 21 de l'appareil de fluorimétrie 1 peut afficher par exemple le numéro de la mesure et les données mesurées de la courbe de fluorescence en partie ou en totalité. L'unité de mesure nécessite de dix à vingt et de préférence quinze mesures pour pouvoir interpréter les paramètres de fluorescence mesurés.The user can then proceed to the measurement step. In the menu, it is positioned in "measurement" mode with the navigation keys and validates with the OK key. He then places the projector 3 on the measuring clamps 5 one after the other. For each measurement, it operates the tongue 57 in the open position of one of the measuring clamps 5 to release the circular portion of the exposed sheet and controls the light flash with the OK key for at least two seconds. The activity The photosynthetic leaf is reactivated very quickly after approximately 300 ms. The circular portion of exposed sheet will therefore absorb part of the energy of the light flash and will return another part in the form of fluorescence. This fluorescence emission is recovered by the receiver 36 and digitized by the measurement unit. At each measurement, the screen 21 of the fluorimetry apparatus 1 can display, for example, the number of the measurement and the measured data of the fluorescence curve in part or in whole. The unit of measurement requires ten to twenty and preferably fifteen measurements to be able to interpret the measured fluorescence parameters.
A lïssue de la série de mesures, l'utilisateur sélectionne, dans le menu, le mode "analyse" et 1 unité de mesure effectue une moyenne de chaque paramètre de fluorescence mesurés. La moyenne des paramètres de fluorescence mesurés est ensuite comparée, par la première unité de comparaison, aux paramètres de fluorescence référentiels de la première banque de données dite fluorimétrique. Si la plante n'est pas en bonne santé, il peut en ressortir une ou plusieurs carences nutritionnelles possibles de niveau I.At the end of the series of measurements, the user selects, in the menu, the "analysis" mode and 1 measurement unit performs an average of each measured fluorescence parameter. The average of the measured fluorescence parameters is then compared, by the first comparison unit, with the reference fluorescence parameters of the first so-called fluorimetric database. If the plant is not in good health, one or more possible nutritional deficiencies of level I may emerge.
A lïssue de la série de mesures et de la première étape de comparaison, les éventuelles carences nutritionnelles de niveau I détectées sur la plante sont confrontées, par la seconde unité de comparaison, aux carences nutritionnelles possibles de niveau II déterminées par la situation agro-pédo-climatique spécifique, pour en déduire le cas échéant les carences nutritionnelles réelles subies par la plante.After the series of measurements and the first comparison step, any level I nutritional deficiencies detected on the plant are compared, by the second comparison unit, with possible level II nutritional deficiencies determined by the agro-pedo situation. - specific climatic, to deduce from it the real nutritional deficiencies undergone by the plant if necessary.
Si cette confrontation ne permet pas d'en déduire un résultat concordant ou si la carence n'est pas identifiée, alors l'écran 21 de l'appareil de fluorimétrie 1 affiche un message renvoyant l'utilisateur à un laboratoire de contrôle pour interpréter les résultats de ses mesures. A lïssue de ces étapes de mesure et d'analyse, l'unité d'affichage du dispositif affiche sur l'écran de l'appareil de fluorimétrie 1, le résultat relatif à l'état de santé de la plante et à sa ou ses éventuelles carences nutritionnelles. Quatre cas sont possibles :If this comparison does not allow a consistent result to be deduced or if the deficiency is not identified, then the screen 21 of the fluorimetry apparatus 1 displays a message referring the user to a control laboratory to interpret the results of its measurements. At the end of these measurement and analysis steps, the display unit of the device displays on the screen of the fluorimetry apparatus 1, the result relating to the state of health of the plant and to its possible nutritional deficiencies. Four cases are possible:
• Activité photosynthétique normale - Pas de carence détectée.• Normal photosynthetic activity - No deficiency detected.
• Activité photosynthétique normale - Evolution possible vers une carence en (élément(s) à afficher) - A surveiller.• Normal photosynthetic activity - Possible evolution towards a deficiency in (element (s) to be displayed) - To be monitored.
• Activité photosynthétique perturbée - Carence en (élément(s) à afficher) décelée.• Disturbed photosynthetic activity - Deficiency in (element (s) to be displayed) detected.
• Activité photosynthétique perturbée - Carence non identifiée. Contactez votre laboratoire pour une analyse plus poussée.• Disturbed photosynthetic activity - Unidentified deficiency. Contact your laboratory for further analysis.
Ce fonctionnement est illustré ci-après à l'aide de deux exemples :This operation is illustrated below using two examples:
Phase de configurationConfiguration phase
Après mise en marche de l'appareil, l'utilisateur configure son appareil de fluorimétrie en choisissant les paramètres environnementaux suivants dans la seconde banque de données :After switching on the device, the user configures his fluorimetry device by choosing the following environmental parameters in the second database:
RésultatsResults
Culture vigne vigne S Sooll aarrggiilloo--ccaallccaaiirree )) p DHH aallccaalliinn ) sol argilo-calcaire alcalin avec peu de MOCultivation vine vine Soll aarrggiilloo - ccaallccaaiirree)) p DHH aallccaalliinn) alkaline clay-limestone soil with little MO
MO moyen )Average MO)
Climat sec et tempéré climat sec et tempéréDry and temperate climate dry and temperate climate
Cette situation agro-pédo-climatique permet de déterminer les potentialités de carences nutritionnelles de niveau II suivantes :This agro-pedo-climatic situation makes it possible to determine the following level II nutritional deficiency potentials:
• Carences possibles : fer, manganèse, bore• Possible deficiencies: iron, manganese, boron
• Carences peu probables : azote, calcium, magnésium. Phase de mesure n°l• Unlikely deficiencies: nitrogen, calcium, magnesium. Measuring phase n ° l
L'utilisateur effectue les mesures qui donnent les paramètres de fluorescence mesurés suivants :The user performs the measurements which give the following measured fluorescence parameters:
Fv/Fm = 0,74 Fo 600Fv / Fm = 0.74 Fo 600
Tfm = 750Tfm = 750
Aire = 62800Area = 62800
La comparaison de ces paramètres mesurés aux paramètres de fluorescence référentiels de la première banque de données indique qu'il s'agit d'une carence en manganèse. La seconde unité de comparaison confronte ce résultat avec les résultats issus de la phase de configuration :The comparison of these parameters measured with the reference fluorescence parameters of the first database indicates that it is a manganese deficiency. The second comparison unit compares this result with the results from the configuration phase:
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
Conclusion : La carence en manganèse est avérée.Conclusion: Manganese deficiency has been proven.
Phase de mesure n°2Measurement phase 2
L'utilisateur effectue les mesures qui donnent les paramètres de fluorescence mesurés suivants :The user performs the measurements which give the following measured fluorescence parameters:
Fv/Fm = 0,74 Fo = 210Fv / Fm = 0.74 Fo = 210
Tfm = 210Tfm = 210
Aire = 19250Area = 19250
La comparaison de ces paramètres de fluorescence mesurés aux paramètres de fluorescence référentiels de la première banque de données indique qu'il s'agit d'une carence en magnésium ou en azote.The comparison of these fluorescence parameters measured with the reference fluorescence parameters of the first database indicates that it is a deficiency of magnesium or nitrogen.
La seconde unité de comparaison confronte ce résultat avec les résultats issus de la phase de configuration :The second comparison unit compares this result with the results from the configuration phase:
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
Conclusion : Le résultat n'est pas concordant. Un message s'affiche invitant l'utilisateur à contacter le laboratoire pour une expertise des pratiques agronomiques de la parcelle.Conclusion: The result is not consistent. A message appears inviting the user to contact the laboratory for an expertise in the agronomic practices of the plot.
Il ressort clairement que le procédé et le dispositif de l'invention permettent d'atteindre les buts fixés. Notamment, ils permettent d'effectuer à l'aide d'un appareil de fluorimétrie autonome et portable des mesures de fluorimétrie sur les plantes en culture et de délivrer instantanément une information sur l'état de santé de ces plantes ainsi qu'une information sur la ou les carences nutritionnelles décelées, si ces carences sont identifiées dans les banques de données, avant même l'apparition du stress sur la plante. Cette information permet ainsi de faire un apport de produit fertilisant adapté aux carences nutritionnelles décelées de manière préventive, ce qui a l'avantage de favoriser une correction rapide et efficace compte tenu de la faible détérioration de la photosynthèse et de préserver ainsi le potentiel de la plante. Grâce à cet outil, l'agriculteur pourra désormais raisonner ses apports de fertilisants de manière préventive.It is clear that the method and the device of the invention make it possible to achieve the goals set. In particular, they make it possible to carry out, using an autonomous and portable fluorimetry device, fluorimetry measurements on cultivated plants and to instantly deliver information on the state of health of these plants as well as information on the nutritional deficiency (s) detected, if these deficiencies are identified in the databases, even before the appearance of stress on the plant. This information thus makes it possible to make a supply of fertilizer product adapted to the nutritional deficiencies detected in a preventive manner, which has the advantage of promoting a rapid and effective correction taking into account the slight deterioration of photosynthesis and thus preserving the potential of plant. Thanks to this tool, the farmer will now be able to reason out his fertilizer inputs in a preventive manner.
Ce dispositif peut donc avoir plusieurs utilisations. Il peut être utilisé à titre préventif comme ci-dessus. Il peut aussi être utilisé à titre curatif, dans l'hypothèse où le stress nutritionnel de la plante s'est déjà manifesté, pour identifier les carences nutritionnelles éventuelles, apporter un traitement spécifique et suivre l'efficacité du traitement ainsi que l'évolution de l'état de santé de la plante. Il peut également être utilisé à titre expérimental pour tester l'efficacité de produits fertilisants sur les plantes.This device can therefore have several uses. It can be used as a preventative as above. It can also be used for curative purposes, in the event that the nutritional stress of the plant has already manifested itself, to identify any nutritional deficiencies, provide specific treatment and monitor the effectiveness of the treatment as well as the evolution of plant health. It can also be used on an experimental basis to test the effectiveness of fertilizers on plants.
La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. On peut par exemple prévoir que le dispositif indique idéalement le type et la dose de fertilisant à apporter aux plantes en fonction des carences nutritionnelles décelées. On peut aussi compléter le dispositif par la détection de carences dues à un manque d'eau appelées "stress hydrique" ou à des maladies spécifiques et identifiées. The present invention is not limited to the example of embodiment described but extends to any modification and variant obvious to a person skilled in the art while remaining within the scope of the protection defined in the appended claims. One can for example provide that the device ideally indicates the type and dose of fertilizer to be given to plants according to the nutritional deficiencies detected. The system can also be supplemented by the detection of deficiencies due to a lack of water called "water stress" or to specific and identified diseases.

Claims

Revendications claims
1. Procédé pour évaluer l'activité photosynthétique d'au moins une plante et identifier les carences notamment nutritionnelles, ce procédé étant basé sur la mesure de la fluorescence chlorophyllienne de ladite plante à l'aide d'un appareil de fluorimétrie, caractérisé en ce quïl comporte les étapes suivantes : a) on répertorie, dans une première banque de données dite fluorimétrique, un nombre n de courbes de fluorescence identifiées par leurs paramètres et formant des paramètres de fluorescence référentiels agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau I, b) on répertorie, dans une seconde banque de données dite agronomique, des paramètres agro-environnementaux agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau II, c) on configure ledit appareil de fluorimétrie en sélectionnant les paramètres agro- environnementaux correspondant à la situation réelle de ladite plante, d) on procède à un ensemble de mesures de la fluorescence chlorophyllienne de ladite plante à l'aide dudit appareil de fluorimétrie et on mémorise la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés des courbes de fluorescence obtenues, e) on compare la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés auxdits paramètres de fluorescence référentiels pour vérifier l'état de santé de ladite plante et on en déduit les carences nutritionnelles possibles de niveau I de ladite plante, f) on compare les carences nutritionnelles possibles de niveau I aux carences nutritionnelles possibles de niveau II, et g) on en déduit et on affiche au moins l'état de santé de ladite plante et, en cas de déficience, les carences nutritionnelles réelles de ladite plante.1. Method for evaluating the photosynthetic activity of at least one plant and identifying deficiencies, in particular nutritional deficiencies, this method being based on the measurement of the chlorophyll fluorescence of said plant using a fluorimetry apparatus, characterized in that which comprises the following steps: a) a number n of fluorescence curves identified by their parameters and forming referential fluorescence parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level I, b are listed in a first so-called fluorimetric data bank, ) we list, in a second so-called agronomic database, agro-environmental parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level II, c) we configure said fluorimetry device by selecting the agro-environmental parameters corresponding to the actual situation of said plant, d) a set of chlorophyll fluorescence measurements of said plant using said fluorimetry apparatus and the average of the measured fluorescence parameters of the fluorescence curves obtained is memorized, e) the average of the measured fluorescence parameters is compared with said reference fluorescence parameters to verify the state of health of said plant and we deduce the possible nutritional deficiencies of level I of said plant, f) we compare the possible nutritional deficiencies of level I with the possible nutritional deficiencies of level II, and g) we deduce and we displays at least the state of health of said plant and, in the event of deficiency, the real nutritional deficiencies of said plant.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres de fluorescence mesurés comportent au moins les valeurs suivantes : • Fo qui représente la valeur de la fluorescence à l'état initial sur l'axe des ordonnées,2. Method according to claim 1, characterized in that the measured fluorescence parameters include at least the following values: • Fo which represents the value of fluorescence in the initial state on the ordinate axis,
• TFm qui représente la valeur du temps au point Fm sur l'axe des abscisses, Fm représentant la valeur de la fluorescence à l'état maximal sur l'axe des ordonnées,• TFm which represents the value of time at point Fm on the abscissa axis, Fm representing the value of fluorescence in the maximum state on the ordinate axis,
• le rapport Fv/Fm, Fv représentant la différence en Fm et Fo sur l'axe des ordonnées, et• the ratio Fv / Fm, Fv representing the difference in Fm and Fo on the ordinate axis, and
• l'aire comprise entre la courbe de fluorescence, l'axe des ordonnées et la projection de Fm sur l'axe des ordonnées.• the area between the fluorescence curve, the ordinate axis and the projection of Fm on the ordinate axis.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première banque de données comporte plusieurs niveaux, chaque niveau correspondant à au moins un des paramètres de fluorescence référentiels suivants : Fv/Fm, Fo, TFm et l'aire de la courbe de fluorescence.3. Method according to claim 2, characterized in that the first database comprises several levels, each level corresponding to at least one of the following reference fluorescence parameters: Fv / Fm, Fo, TFm and the area of the curve fluorescence.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits paramètres de fluorescence référentiels sont exprimés sous la forme d'intervalles de valeurs.4. Method according to claim 3, characterized in that said referential fluorescence parameters are expressed in the form of intervals of values.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde banque de données comporte plusieurs niveaux, chaque niveau correspondant à au moins un des paramètres agro-environnementaux suivants : la nature de la plante, le type de sol, le pH du sol, le pourcentage de matière organique du sol et le climat.5. Method according to claim 1, characterized in that said second database comprises several levels, each level corresponding to at least one of the following agro-environmental parameters: the nature of the plant, the type of soil, the pH of the soil , the percentage of organic matter in the soil and the climate.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de mesure comporte un calcul de la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés sur un nombre prédéfini de mesures.6. Method according to claim 1, characterized in that the measurement step comprises a calculation of the average of the fluorescence parameters measured over a predefined number of measurements.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le nombre prédéfini de mesures est compris entre 10 et 20. 7. Method according to claim 6, characterized in that the predefined number of measurements is between 10 and 20.
8. Dispositif pour évaluer l'activité photosynthétique d'au moins une plante comportant au moins un appareil de fluorimétrie agencé pour effectuer au moins une mesure de la fluorescence chlorophyllienne sur ladite plante, caractérisé en ce quïl comporte au moins : a) une première banque de données dite fluorimétrique répertoriant un nombre n de courbes de fluorescence identifiées par leurs paramètres et formant des paramètres de fluorescence référentiels agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau I, b) une seconde banque de données dite agronomique répertoriant des paramètres agro-environnementaux agencés pour déterminer des carences nutritionnelles possibles de niveau II, c) une unité de configuration dudit appareil de fluorimétrie pour sélectionner les paramètres agro-environnementaux correspondant à la situation réelle de ladite plante, d) une unité de mesure de la fluorescence chlorophyllienne de ladite plante et une unité mémoire pour stocker la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés des courbes de fluorescence obtenues, e) une première unité de comparaison pour comparer la moyenne des paramètres de fluorescence mesurés auxdits paramètres de fluorescence référentiels afin de vérifier l'état de santé de ladite plante et d'en déduire les carences nutritionnelles possibles de niveau I, f) une seconde unité de comparaison pour comparer les carences nutritionnelles possibles de niveau I aux dites carences nutritionnelles possibles de niveau II, et g) une unité d'affichage pour afficher au moins l'état de santé de ladite plante et, en cas de déficience, les carences nutritionnelles réelles de ladite plante. 8. Device for evaluating the photosynthetic activity of at least one plant comprising at least one fluorimetry device arranged to carry out at least one measurement of the chlorophyll fluorescence on said plant, characterized in that it comprises at least: a) a first bank so-called fluorimetric data index listing a number n of fluorescence curves identified by their parameters and forming referential fluorescence parameters arranged to determine possible nutritional deficiencies of level I, b) a second so-called agronomic data bank listing arranged agri-environmental parameters to determine possible nutritional deficiencies of level II, c) a configuration unit of said fluorimetry apparatus for selecting the agro-environmental parameters corresponding to the real situation of said plant, d) a unit for measuring the chlorophyll fluorescence of said plant and a unit memory for storing the average of the measured fluorescence parameters of the fluorescence curves obtained, e) a first comparison unit for comparing the average of the measured fluorescence parameters with said reference fluorescence parameters in order to check the state of health of said plant and deduce the possible nutritional deficiencies of level I, f) a second comparison unit to compare the possible nutritional deficiencies of level I with the said possible nutritional deficiencies of level II, and g) a display unit to display at least l 'state of health of said plant and, in case of deficiency, the actual nutritional deficiencies of said plant.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite unité de mesure est agencée pour délivrer pour chaque mesure une courbe de fluorescence caractérisée par les paramètres de fluorescence mesurés suivants :9. Device according to claim 8, characterized in that said measurement unit is arranged to deliver for each measurement a fluorescence curve characterized by the following measured fluorescence parameters:
• Fo qui représente la valeur de la fluorescence à l'état initial sur l'axe des ordonnées,• Fo which represents the value of fluorescence in the initial state on the ordinate axis,
• TFm qui représente le temps au point Fm sur l'axe des abscisses, Fm représentant la valeur de la fluorescence à l'état maximal sur l'axe des ordonnées,• TFm which represents the time at point Fm on the abscissa axis, Fm representing the value of the fluorescence in the maximum state on the ordinate axis,
• le rapport Fv/Fm, Fv représentant la différence en Fm et Fo sur l'axe des ordonnées,• the ratio Fv / Fm, Fv representing the difference in Fm and Fo on the ordinate axis,
• l'aire comprise entre la courbe de fluorescence, l'axe des ordonnées et la projection de Fm sur l'axe des ordonnées.• the area between the fluorescence curve, the ordinate axis and the projection of Fm on the ordinate axis.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première banque de données comporte plusieurs niveaux, chaque niveau correspondant à au moins un des paramètres de fluorescence référentiels suivants : Fv/Fm, Fo, TFm et l'aire de la courbe de fluorescence.10. Device according to claim 9, characterized in that the first data bank comprises several levels, each level corresponding to at least one of the following reference fluorescence parameters: Fv / Fm, Fo, TFm and the area of the curve of fluorescence.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits paramètres de fluorescence référentiels sont exprimés sous la forme d'intervalles de valeurs.11. Device according to claim 10, characterized in that said referential fluorescence parameters are expressed in the form of intervals of values.
12. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite seconde banque de données comporte plusieurs niveaux, chaque niveau correspondant à au moins un des paramètres agro-environnementaux suivants : la nature de la plante, le type de sol, le pH du sol, le pourcentage de matière organique du sol et le climat.12. Device according to claim 8, characterized in that said second database comprises several levels, each level corresponding to at least one of the following agro-environmental parameters: the nature of the plant, the type of soil, the pH of the soil , the percentage of organic matter in the soil and the climate.
13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les banques de données, les unités de comparaison, lunité de mesure et lunité d'affichage sont logées dans un boîtier sur lequel sont intégrés au moins un écran d'affichage et des touches de commande, ledit boîtier faisant partie intégrante dudit appareil de fluorimétrie.13. Device according to claim 8, characterized in that the databases, the comparison units, the measurement unit and the display unit are housed in a housing on which are integrated at least one display screen and control keys, said housing being an integral part of said fluorimetry apparatus.
14. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit appareil de fluorimétrie comporte un nombre prédéfini de pinces de mesure destinées à être appliquer sur les feuilles d'une ou de plusieurs plantes.14. Device according to claim 8, characterized in that said fluorimetry apparatus comprises a predefined number of measuring clips intended to be applied to the leaves of one or more plants.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le nombre prédéfini de pinces de mesure est compris entre 10 et 20.15. Device according to claim 14, characterized in that the predefined number of measuring clamps is between 10 and 20.
16. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une unité d'auto-calibrage du projecteur dudit appareil de fluorimétrie. 16. Device according to claim 8, characterized in that it comprises a self-calibration unit of the projector of said fluorimetry apparatus.
PCT/FR2003/000907 2002-03-22 2003-03-21 Method for evaluating the photosynthetic activity of a plant and, in case of perturbation, for identifying the deficiencies in particular nutritional and device therefor WO2003081217A1 (en)

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