Научный взгляд: контроль флуоресценции хлорофилла для оценки и прогнозирования урожайности растений

Исследователи разработали новую систему, которая позволяет прогнозировать урожайность без необходимости получения огромного количества данных.

Во многих странах мира урожайность сельскохозяйственных культур падает из-за изменения климата. Согласно недавнему исследованию, за последние четыре десятилетия чистый доход фермерских хозяйств снижался на 66% на каждый +1°С потепления.

Большие массивы данных и инструменты управления риском помогают уменьшить влияние экстремальной жары на урожайность, но, если данных не много, часто бывает трудно точно измерить урожайность. Ученые предлагают использовать спутниковые фотографии для дистанционного измерения индуцированной солнечным светом флуоресценции хлорофилла (SIF) в качестве способа оценки и прогнозирования урожайности.

Флуоресценция хлорофилла – это красноватый свет, излучаемый фотосинтезирующими тканями и организмами. Это измерение служит косвенным показателем преобразования энергии фотосинтеза в растениях. Урожайность культур зависит от фотосинтеза, следовательно, это первый шаг к моделированию фотосинтеза на основе флуоресценции.

Ученые считают, что этот метод использует преимущества доступных спутниковых данных и является более дешевым и быстрым, чем другие методы прогнозирования урожайности.

Дальнейшие исследования ученых направлены на создание инструмента, который можно использовать агрономам и фермерам в режиме реального времени для оперативного реагирования на ситуацию.

Прогнозирование является важной составляющей развития сельского хозяйства. Оценка изменений в окружающей среде может помочь в подборе мер для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. Во Всероссийском центре карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») используют методы прогнозирования и оценки при подготовке анализов фитосанитарного риска вредных организмов.

Источник: Oz Kira et al, A scalable crop yield estimation framework based on remote sensing of solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF), Environmental Research Letters (2024). URL: https:doi.org/10.1088/1748-9326/ad3142.