為了在農(nóng)業(yè)上取得成功，需要大量的支出用于灌溉，施肥，害蟲(chóng)控制等。然而，這些成本并不總是合理的，因?yàn)樵谔锏氐牟煌糠稚L(zhǎng)的植物在水和肥料可用性方面可能存在顯著差異，非生物脅迫因子的強(qiáng)度，疾病和害蟲(chóng)造成的損害程度等。

在積極發(fā)展的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”實(shí)踐框架內(nèi)，羅巴切夫斯基大學(xué)的研究人員正致力于開(kāi)發(fā)和引入植物空間異質(zhì)處理方法，以最大限度地降低成本，提高作物的生態(tài)質(zhì)量，因?yàn)榛瘜W(xué)品的使用量較少。化合物。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的一個(gè)必要階段是對(duì)田間植物狀態(tài)進(jìn)行快速，遠(yuǎn)程分析，從而揭示該狀態(tài)下的空間異質(zhì)性。為此，科學(xué)家們使用基于植物反射光的配準(zhǔn)的光學(xué)方法，因?yàn)檫@些方法相對(duì)便宜并且可能具有很高的信息量。

然而，光譜本身的使用是無(wú)效的，因此科學(xué)家經(jīng)常分析基于兩個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的光反射強(qiáng)度計(jì)算的指數(shù)。這些指數(shù)反映了各種植物生理參數(shù)的變化，包括綠色生物量，光合色素含量，植物水分狀況等。

其中一個(gè)重要指標(biāo)是光化學(xué)反射指數(shù)(PRI)，它與葉黃素循環(huán)中氧化還原過(guò)程活性的變化有關(guān)。反過(guò)來(lái)，葉黃素循環(huán)在保護(hù)植物光合作用鏈免受各種應(yīng)激物(過(guò)度照射，高溫，干旱和許多其他)的作用所造成的損害中起關(guān)鍵作用。

“許多研究表明，光化學(xué)反射指數(shù)的變化可能是植物光合作用應(yīng)力的一個(gè)有希望的指標(biāo)。因此，確定PRI測(cè)量是評(píng)估植物光合作用過(guò)程最有效工具的條件的任務(wù)是具有重要的基礎(chǔ)和實(shí)際重要性，“UNN生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究所植物電生理學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Vladimir Sukhov說(shuō)。

在蘇霍夫博士的指導(dǎo)下，UNN生物物理系研究生Ekaterina Sukhova對(duì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了薈萃分析(由其他作者獲得和發(fā)表的大量結(jié)果的定量研究)，證明是解決這個(gè)問(wèn)題的有效方法。這項(xiàng)研究得到了俄羅斯科學(xué)基金會(huì)的支持，并發(fā)表在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的領(lǐng)先科學(xué)期刊之一遙感學(xué)雜志上。

薈萃分析方法在揭示所研究效果的一般規(guī)律方面非常有效，因?yàn)樗试S人們從各種實(shí)驗(yàn)條件中抽象出來(lái)并揭示效果的最一般特征。

在薈萃分析過(guò)程中，Ekaterina Sukhova分析了光化學(xué)反射指數(shù)與光系統(tǒng)II的量子產(chǎn)率(顯示光系統(tǒng)II的效率)，葉綠素?zé)晒獾姆枪饣瘜W(xué)猝滅之間的關(guān)系的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)(顯示了發(fā)展)植物光合作用鏈中的脅迫量和光合作用對(duì)二氧化碳光合作用的影響。

該研究中使用的薈萃分析表明，使用光化學(xué)反射指數(shù)估算光系統(tǒng)II的量子產(chǎn)率和非光化學(xué)猝滅的效率在很大程度上取決于研究組中這些參數(shù)的分布。

特別是，當(dāng)該組中的植物具有低水平的光合作用應(yīng)力并且當(dāng)研究組中植物之間的這種脅迫水平顯著變化時(shí)，使用該方法的有效性更高。

研究表明，這種效應(yīng)在PRI測(cè)量最佳的條件下消失(研究冠層表面，人工照明下的測(cè)量)，因?yàn)楣饣瘜W(xué)反射指數(shù)與光系統(tǒng)II的量子產(chǎn)率和非光化學(xué)猝滅的良好相關(guān)性是在這種條件下定期觀察。

“另一方面，在測(cè)量光化學(xué)反射指數(shù)的不利條件下(從葉面測(cè)量，在陽(yáng)光下進(jìn)行研究)，植物光合參數(shù)分布對(duì)PRI使用效果的重要性顯著增加，”Ekaterina蘇霍娃指出。

本研究證實(shí)了研究組植物光合指數(shù)分布的影響對(duì)利用光化學(xué)反射指數(shù)評(píng)價(jià)光能同化過(guò)程中利用光能的效率沒(méi)有影響的重要事實(shí)。二氧化碳。這意味著所揭示的規(guī)律不適用于所有光合作用指數(shù)。

“總的來(lái)說(shuō)，獲得的結(jié)果具有重要的實(shí)際意義，因?yàn)樗鼈冇兄诶斫馐褂霉饣瘜W(xué)反射指數(shù)測(cè)量來(lái)監(jiān)測(cè)植物光合指數(shù)(以及因此它們的生產(chǎn)過(guò)程和壓力)最有效的條件。 ，“Ekaterina Sukhova總結(jié)道。