全球變暖等氣候變化正威脅著農作物的生長與產量。不同農作物氣候變化條件下的影響和響應研究,對于應對氣候變化、保障糧食安全,具有特別重要的意義。作為營養價值的十字花科作物,其生理狀態和抗病能力在氣候壓力——溫度和CO?濃度升高條件下——會發生顯著變化。如何精準檢測氣候變化條件下作物健康、提前預警風險?西班牙科學家Mónica Pineda團隊的一項研究,給出了答案——多光譜熒光成像+AI技術,為農業應對氣候變化、探索可持續發展提供了新思路!
研究亮點:技術如何破解西蘭花的“氣候密碼”?
1. 多光譜熒光成像:無損檢測的“植物CT”
多光譜熒光成像技術通過紫外光激發葉片,捕捉藍(F440)、綠(F520)、紅(F680)和遠紅外(F740)熒光信號,反映植物細胞壁、葉綠素及抗氧化物質的分布與含量。
RCP4.5情景(中等升溫+CO?升高):西蘭花葉片F440、F520熒光強度顯著增強,表明細胞壁加厚和抗氧化能力提升。
RCP8.5情景(升溫+CO?劇增):F680/F740比值上升(葉綠素減少),葉片脂質過氧化加劇,植物出現明顯生長抑制。
AI賦能:結合深度學習算法,通過ROI區域分析和特征參數篩選,病害識別準確率超85%,實現早期無損診斷。
2. 紅外熱成像+高光譜成像:
紅外熱成像:測量葉片與環境溫差(TL-TA),間接反映蒸騰作用強度。研究發現,氣候壓力下西蘭花蒸騰速率下降,葉片溫度升高,水分管理需優化。
高光譜成像:計算植被指數(如VREI、WBI),量化葉片含水量、色素組成及抗逆性。結果顯示,RCP8.5條件下葉片“健康指數”顯著降低,需提前干預。
研究意義:為農業精準化提供“智慧方案”
1. 氣候適應性篩選:通過多光譜熒光成像技術,高通量快速篩選氣候變化條件下耐高溫和CO?的西蘭花品種,優化育種方向。
2. 動態監測與預警:結合AI模型,非接觸實時監測分析田間數據,預測天氣影響、病害爆發及營養缺失等風險。
3. 精準施策、提質增效:助力精準農業管理,指導精準施肥、灌溉及農藥噴灑,減少資源浪費、保護生態環境,提升產量與品質(生態食品)。
儀器技術方案推薦:PhenoTron®模塊式作物表型成像分析系統
? 葉綠素熒光成像,作為光合生理表型科研檢測利器
? 多光譜熒光成像,精準捕獲F440-F740熒光信號,適配葉片、果實等多目標檢測
? 多功能高光譜成像(選配),高光譜全面解析植物反射光成像和UV激發植物熒光成像
? Thermo-RGB成像(選配),紅外熱成像與RGB成像融合分析技術
? AI分析平臺:內置深度學習各種性狀特征算法,一鍵完成病害檢測、生理參數建模,全面評估作物表型性狀、光合作用、健康狀態。
從實驗室到田間,多光譜熒光成像+AI技術正成為破解作物氣候適應難題的關鍵工具。北京易科泰生態技術有限公司愿與您攜手,用創新技術守護每一株作物的“健康未來”!
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