La dimensione del raccolto di una coltura dipende dalla capacità della pianta di massimizzare la produzione di composti organici a partire dall'anidride carbonica dell'aria, per mezzo dell'energia solare e con il supporto di tanti elementi assorbiti attraverso le radici insieme con l'acqua, la quale permette di veicolarli alle foglie e di mantenere la temperatura ed il contenuto idrico dei tessuti vegetali ad un livello compatibile con la vita; questa circostanza consente di mantenere aperti gli stomi fogliari, attraverso i quali l'anidride carbonica fluisce verso i tessuti fotosintetici.

I principali fattori limitanti a livello fisiologico la produzione delle piante sono quindi l'acqua, la radiazione solare, gli elementi nutritivi, ma anche l'efficienza di una determinata pianta nell'utilizzare questi due fattori. Vi sono poi fattori ambientali esterni: climatici, parassitari e pedologici.

Focalizzando l'attenzione sull'attività fotosintetica bisogna per prima cosa notare che le piante fotosintetizzano non solo per mezzo delle foglie, ma anche attraverso altri organi tra cui la zona di accrescimento primario del fusto, i frutti e, nel caso della graminacee, anche la spiga.

Un incremento di efficienza della fotosintesi delle piante dipende, oltre che dalla disponibilità di acqua ed elementi nutritivi, da vari fattori tra cui:

L'efficienza del tessuto e quindi del processo fotosintetico nel trasformare energia solare in energia chimica e nell'utilizzare poi l'energia chimica per produrre zuccheri e quindi altri composti.

La presenza di un'inclinazione delle foglie che concili al meglio l'ottimale angolo di incidenza dei raggi solari, il minimo ombreggiamento delle foglie sottostanti e quello delle piante adiacenti, riduca la competizione per la luce tra le piante, fenomeno che le porta, a volte a raggiungere altezze eccessive, sprecando risorse nell'attività vegetativa.

Con riferimento alla superficie fogliare esposta e sua inclinazione si può notare che la sua ottimizzazione consente di ridurre la distanza tra le file, con possibilità di aumentare il numero di piante per unità di superficie ed incrementare così la produttività della coltura, particolarmente in terreni molto fertili ed irrigati.

Quanto sopra riportato si riflette a livello di parametri come incremento della 'canopy' (superficie fogliare complessiva) e quindi del LAI (indice di superficie fogliare, ovvero superficie fogliare complessiva, rispetto alla superficie del terreno sulla quale è coltivata la coltura).

Questi indici sono oggetto di studio della 'Fisiologia delle Colture' ('crop-physiology'), che approfondisce i processi fisiologici in scala di campo e cioè di popolazione di piante di una determinata coltura.

Altri parametri di rilievo in Crop-Physiology sono il CGR (o tasso di incremento del raccolto) il NAR (tasso di assorbimento netto=assimilazione per unità di superficie fogliare), l'LWR (il rapporto tra il peso delle foglie ed il peso della biomassa complessiva della coltura), il LAR (superficie fogliare rispetto alla biomassa totale) ed altri indici dello stesso tipo.

Alcuni di questi indici fanno parte solo del linguaggio dei ricercatori, ma i termini 'canopy', 'LAI', 'CGR' e 'NAR' sono ormai parte del linguaggio del tecnico operativo in campo e di alcuni agricoltori, che scelgono le varietà da coltivare anche in funzione della loro efficienza fisiologica nell'assimilare la radiazione solare. Il valore di questi parametri può essere stimato direttamente in campo, campionando un certo numero di foglie di cui è misurata la superficie fogliare, oppure per mezzo di metodi indiretti.

Un metodo indiretto è stato testato in una sperimentazione di cui ha dato recentemente notizia la Società Statunitense di Scienze Orticole (ASHS). Questo test ha avuto luogo a Guadajira (Badajoz – Spagna) e si è avvalso di strumentazioni economiche del tipo di quelle in uso ad un tecnico operativo in campo. L'importanza di effettuare agevolmente queste misurazioni, viene evidenziato, è collegata al fatto che ormai il il LAI è un parametro molto comunemente usato per valutazioni dell'effetto dei fattori ambientali sul raccolto di una coltura ed in particolare esso sarebbe il principale parametro a cui gli studiosi si riferiscono nel caso dei metodi più usati per stimare il fabbisogno idrico di una coltura.

Lo studio condotto da C. Campillo, M.H. Prieto, C. Daza, M.J. Monino, and M.I. Garcia e pubblicato nel numero di ottobre di HortScience cercava di capire come le immagini digitalizzate potessero esprimere la copertura vegetale (canopy) e la intercettazione della luce in una coltura di pomodoro.

Ciò che viene affermato come risultato di questo studio è che le immagini digitali offrirebbero una serie di vantaggi rispetto agli altri metodi di stima dell'indice fogliare, compresa la possibilità di elaborare direttamente le immagini al computer, per mezzo di specifici programmi gratuiti.

L'ambito oggetto di ricerca viene meglio specificato dal Dott. Campillo che riferisce che 'l'obiettivo era di sviluppare un semplice ed economico metodo per determinare l'indice fogliare 'LAI' in colture che crescono in prossimità del suolo, come il pomodoro prodotto per la trasformazione agro-industriale. Per conseguire questo obiettivo sono state utilizzate immagini digitali ricavate per mezzo di una macchina fotografica commerciale e software libero. Un ulteriore obiettivo era di valutare l'influsso dei differenti tipi di copertura del suolo (suolo nudo e coperto con pacciamatura plastica) sull'intercettazione luminosa da parte della copertura vegetale'.

Le riprese sono state effettuate ad una distanza di 160 centimetri sopra ogni area campionata.

Le immagini risultanti sono state elaborate ed analizzate utilizzando il software libero (->)GIMP 2.2. e (->)IMAGE J.

Nell'analisi sono stati utilizzati tre differenti metodi: area del suolo (SA), forma della superficie del suolo (SC) riclassificazione (SR), per poter quantificare la percentuale di superficie coperta (PGC). Una stretta relazione tra il LAI ed il PGC stimato è stata riscontrata con tutti e tre i metodi e in presenza di tre differenti sistemi di copertura del suolo.

L'utilizzo di questi metodi di valutazione degli indici fogliari, presenta vari vantaggi pratici. Essi, infatti, servendosi di una macchina fotografica digitale, permettono che le rilevazioni siano effettuate in ogni momento della giornata e non richiedono la presenza di una intensa luce solare a differenza di un altro noto metodo che, secondo quanto riferiscono i ricercatori richiede, per ottenere risultati validi che sia applicato a mezzogiorno, per potersi valere della presenza di luce fotosinteticamente attiva.

La stima del LAI in ciascuna differente condizione oggetto di test in questo esperimento ha richiesto l'utilizzo di una differente equazione poiché la correlazione tra il parametro utilizzato ed il valore del LAI è risultata differente nelle diverse condizioni sperimentali: suolo nudo, o pacciamatura plastica.