Ученые США измеряют фотосинтез растений, чтобы прогнозировать урожайность в любой точке мира

Новое исследование поможет автоматически оценивать фотосинтез растений, что в будущем позволит со спутников прогнозировать урожайность культур, сообщает aggeek.net.

Металлические столбы выстой под 3,5 метра с длинными вытянутыми «руками» разделяют поле сои на Среднем Западе. Они мониторят невидимый спектр света, испускаемого культурами. Согласно новому опубликованному исследованию, этот свет может показать интенсивность фотосинтеза растений в течение всего вегетационного периода.

«Интенсивность фотосинтеза является ключевой чертой мониторинга, поскольку она напрямую на прямую связана с урожайностью, — говорит Гоофанг Мяо (Guofang Miao), доцент Колледжа сельского хозяйства, потребительских и экологических наук (ACES). — Этот метод позволяет нам быстро и постоянно контролировать, как растения проявляют себя в различных условиях».

Исследование должно показать, как соевые бобы реагируют на изменяющиеся уровни освещенности и экологические стрессы. Также оно откроет путь для спутниковых наблюдений здоровья растений и урожайности на обширных территориях пахотных земель.

Фотосинтез — это процесс, в котором растения преобразуют световую энергию в сахар и другие углеводы, которые в конечном итоге становятся нашей пищей или биотопливом. Однако от одного до двух процентов поглощенной световой энергии растения излучается как флуоресцентный свет, пропорциональный скорости фотосинтеза.

Исследователи фиксируют этот процесс с использованием гиперспектральных датчиков для обнаружения колебаний фотосинтеза в течение вегетационного периода. Они проводят это исследование, чтобы лучше понять взаимосвязь между поглощенным светом, испускаемым флуоресцентным светом и скоростью фотосинтеза. «Мы хотим выяснить, совместимы ли эти пропорциональные отношения между различными экосистемами, особенно между культурами и дикими экосистемами, такими как леса и саванны», — сказал Мяо.

Далее технология улавливания такого свечения (SIF) должна помочь автоматизировать сбор данных. Сеть датчиков SIF была развернута по всех США для оценки пахотных земель и других природных экосистем. Лаборатория Мяо запустила две другие SIF-системы в Небраске, чтобы сравнить богарные и орошаемые поля сои.

Конечная цель проекта — следить за эффективностью фотосинтеза в любой области по всему миру для оценки характеристик растений и прогнозирования урожайности культур в глобальном масштабе в режиме реального времени.