Новая модель использует флуоресценцию хлорофилла для оценки фотосинтетических признаков и прогноза урожая

Функциональные признаки растений, такие как максимальная скорость карбоксилирования (Vcmax) и устьичная проводимость (gs), критически важны для точного прогнозирования урожая. Солнечно-индуцированная флуоресценция хлорофилла (SIF) — новый метод для оценки этих признаков.

В мае 2023 года в журнале Plant Phenomics была опубликована статья, в которой представлена полумеханистическая модель для оценки сезонной динамики Vcmax и gs у риса с использованием SIF.

Ключевые результаты и валидация модели:

  • Модель показала высокую точность в оценке Vcmax и gs (R2 > 0.8), превзойдя простые линейные регрессионные модели более чем на 40%.
  • Была установлена связь между степенью открытости фотосистемы II (qL) и фотосинтетически активной радиацией (PAR): qL нелинейно снижается с ростом PAR.
  • Эта зависимость позволила рассчитать скорость электронного транспорта (ETR) в течение сезона, выявив сильную корреляцию между SIF на уровне полога и ETR.
  • Модель точно отслеживала сезонную динамику Vcmax и gs, демонстрируя чувствительность к таким факторам среды, как температура.

Значение и перспективы:

Модель улучшает оценку функциональных признаков сельскохозяйственных культур и открывает новые возможности для:

  • Высокопроизводительного мониторинга.
  • Точной оценки глобального фотосинтеза и прогноза урожая.
  • Расширения от уровня поля до глобального масштаба с использованием спутниковых наблюдений SIF.

Для дальнейшего развития метода необходимы улучшение качества наблюдений SIF и изучение взаимосвязи SIF–ETR в различных условиях окружающей среды.