Poslednjih godina, naučna zajednica sve više usmerava svoju pažnju na održivu poljoprivredu, sa ciljem da maksimizira prinos useva uz minimiziranje uticaja na životnu sredinu. Ključni aspekt ovog istraživanja uključuje razumevanje fundamentalnih procesa fotosinteze biljaka i načina na koji se oni mogu pratiti u velikim razmerama.
Jedna obećavajuća metoda za procenu fotosintetske aktivnosti je merenje fluorescencije hlorofila izazvane suncem, nusproizvoda fotosinteze koji se može detektovati sa zemaljskih senzora, kao i sa satelita u svemiru.
Studija koju je vodio Genghong Vu, dr. student savetuje direktor Centra za održivost agroekosistema (ASC) Kaiiu Guan, i njegove kolege su koristili instrumente na zemlji za merenje fluorescencije hlorofila (SIF) izazvane daleko crvenim suncem i različitih indeksa vegetacije (VI) koji odražavaju zdravlje i aktivnost biljaka. Sakupio je 15 godina lokacija SIF i VIs podataka iz različitih useva (kukuruz, soja i miskantus) u periodu od šest godina (2016-2021) u okviru američkog kukuruznog pojasa (Ilinojs i Nebraska).
Studija je objavljena u časopisu Naučni podaci.
„Edi kovarijansni tornjevi su trenutno zlatni standard za merenje fotosinteze nadstrešnice“, objasnio je Vu. „Međutim, oni su skupi i distribuirani su na ograničenim lokacijama širom sveta. Satelitski SIF nam može pružiti prostorno neprekidne podatke. Međutim, potpuno korišćenje satelitskog SIF-a za praćenje fotosinteze zahteva mehaničko razumevanje odnosa između njih.“
Ovaj sveobuhvatni skup podataka koji je dat u ovoj studiji može se koristiti za sticanje uvida u mehaničku vezu između daleko crvene SIF i fotosinteze na nivou krošnje. Ovaj odnos je kritičan za precizno tumačenje očitavanja SIF-a, bilo da potiču iz posmatranja sa zemlje ili satelitskih snimaka.
Važno je da studija pruža robustan skup podataka koji može poslužiti kao merilo za validaciju satelitskih SIF proizvoda, koji se sve više koriste za praćenje globalnih poljoprivrednih sistema i ciklusa ugljenika. Štaviše, skup podataka se može koristiti za poboljšanje modela za predviđanje prinosa useva i procenu zdravlja biljaka u velikim razmerama, doprinoseći informisanijim poljoprivrednim praksama i politikama.
Kroz rad, naučnici su opisali kako su izgradili mrežu i opis skupa podataka. Članak uključuje detalje o instrumentaciji, obradi podataka i potencijalnim primenama.
„Mi smo jedna od prvih grupa širom sveta koja je razvila takvu mrežu za dugoročna SIF merenja, koja datira još od 2016. godine“, prokomentarisao je Guan.
„Jedan od naših ciljeva je bio da istraživačima pružimo širu primenu ovog skupa podataka“, primetio je Vu. „Dakle, ovaj rad pruža detaljan opis kako smo prikupljali, obrađivali i indirektno potvrdili skupove podataka i koje su potencijalne primene podataka.“
Vu takođe ističe da iako mnogi istraživači prikupljaju podatke o SIF-u i fotosintezi, ne postoji standardni metod za to.
„Ljudi su prikupljali i obrađivali podatke SIF-a na različite načine“, rekao je Vu. „Postoji nekoliko sistema sa različitim dizajnom instrumentacije. Trebao nam je detaljan zapis naših sistema i podešavanja da bismo, nadamo se, bili od pomoći u postavljanju standarda za prikupljanje i obradu ovih podataka u budućnosti.“
„Odlučili smo da budemo transparentni sa našom metodom kako bi drugi mogli da veruju u pouzdanost naših podataka“, rekao je Vu. „Oni takođe sada mogu da koriste naše SIF podatke za asimilaciju modela površine zemlje da bi procenili ciklus ugljenika ili ciklus vode pored procene fotosinteze i detekcije stresa.“
