Kako klimatske promene izazivaju sve učestalije i ozbiljnije suše širom sveta, razvoj useva otpornijih na sušne uslove postaje od vitalnog značaja za budućnost poljoprivrede. Kako bi ubrzali ovaj ključni proces, istraživači predvođeni Frankom Baiem, docentom na Odeljenju za biološko i poljoprivredno inženjerstvo Univerziteta NC State, razvili su novi okvir za brzu i preciznu procenu osobina koje čine biljke otpornijim na sušu. Ovaj inovativni pristup mogao bi značajno unaprediti selekciju biljaka u agronomskoj nauci.
U naučnom radu objavljenom u časopisu Field Crops Research, Bai i njegov tim predstavili su sistem koji omogućava automatsko i visoko efikasno merenje dve ključne osobine — evapotranspiracije (ET) i efikasnosti korišćenja vode (VUE). ET je proces kojim biljke gube vodu isparavanjem iz tla i transpiracijom kroz stomate, dok je VUE mera količine biomase proizvedene po jedinici utrošene vode. Oba ova procesa igraju ključnu ulogu u razvoju biljaka otpornih na sušu, jer ukazuju na to kako biljka koristi i zadržava vodu u sušnim uslovima.
Tradicionalne metode za procenu ovih osobina podrazumevaju dugotrajan i mukotrpan rad, jer istraživači moraju fizički merenjem ili ručnim beleženjem procenjivati stotine ili hiljade parcela na terenu. Na svakoj parceli potrebno je detaljno ispitati pojedinačne biljke kako bi se identifikovale one sa najpoželjnijim karakteristikama. Ovaj proces je, pored toga što je spor, takođe i skup, posebno kada je u pitanju istraživanje velikih uzgojnih područja.
Međutim, Bai i njegov tim su razvili novi pristup koji koristi tehnologiju spektralnog snimanja i fizičke modele kako bi značajno ubrzali proces merenja, bez gubitka tačnosti. „Naš cilj je bio da stvorimo sistem koji je brz i precizan, kako bi omogućio efikasniji skrining na terenu“, rekao je Bai. Ovaj okvir je testiran na eksperimentalnim parcelama za uzgoj kukuruza, gde su naučnici uspešno procenili otpornost biljaka na sušu na parcelama dimenzija 6,1×4,6 metara.
Jedna od ključnih prednosti ovog sistema je njegova sposobnost da analizira male uzgojne parcele, omogućavajući istraživačima da procene veliki broj genotipova biljaka u relativno malom prostoru. Ovakav sistem omogućava bržu selekciju biljaka koje bi mogle postati budući usevi otporni na sušu.
Pored ubrzanja naučnog istraživanja, novi alat može pomoći i poljoprivrednicima u preciznom upravljanju svojim poljima. Pošto transpiracija biljaka direktno utiče na proces fotosinteze, mapiranje stresa biljaka može pomoći u optimizaciji navodnjavanja i upravljanja resursima, smanjujući troškove i poboljšavajući prinose, posebno u sušnim regionima.
U narednim koracima, Bai planira da ovaj alat integriše u sisteme zasnovane na dronovima, što bi omogućilo prikupljanje podataka o evapotranspiraciji i efikasnosti korišćenja vode putem bespilotnih letelica na velikim eksperimentalnim parcelama. „Naš cilj je da razvijemo sistem koji bi omogućio uzgajivačima da automatski prikupljaju podatke o biljkama i odmah dobiju ključne informacije o otpornosti na sušu“, rekao je Bai.
Očekuje se da će ovaj alat biti spreman za široku upotrebu u naredne dve godine, a tim istraživača trenutno radi na prototipu koji će dodatno potvrditi tačnost i efikasnost ovog pristupa. „Verujemo da će naš alat značajno smanjiti vreme i troškove potrebne za istraživanje razvoja novih sojeva useva otpornih na sušu, istovremeno omogućavajući brži i precizniji izbor biljaka sa poželjnim karakteristikama“, zaključio je Bai.
Ovaj napredak predstavlja važan korak napred u borbi protiv posledica klimatskih promena na poljoprivredu, otvarajući nove mogućnosti za razvijanje održivijih i otpornijih poljoprivrednih sistema širom sveta.
