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美國使用光學遙測技術監測大豆的光合作用

2018/04/13 @國際

示意圖

美國使用光學遙測技術監測大豆的光合作用

  光學遙測技術發展已久,舉凡氣象資訊、災害勘查、環境調查等均可見其蹤跡。近年來也逐漸將此類技術運用於農業生態的探討,例如通過飛機、衛星或於高處測量不同波長的光線反射量,再將其轉換成標準化植被指數(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),就可計算出某區域植物的生長狀況;其中,太陽誘導螢光(Sun-induced fluorescence,SIF)的相關技術具有相當大的應用潛力。植物利用光合作用將光能轉化為碳水化合物,但吸收的光能有1-2%會轉變成螢光,因其與植物光合作用強度具有相關性,因此收集數據可輔助監測光合作用變化與植株生產力,且觀察期間並不影響植物的生長環境。【延伸閱讀】整合衛星和社會經濟數據以改善氣候變化政策

  SIF技術能用以計算植物的總初級生產量(Gross primary production, GPP),雖然目前已知兩者關係會受到吸收光合效率(absorbed photosynthetically active radiation, APAR)及光利用效率(light use efficiency,LUE)影響,但SIF與LUE的關係至今尚未明瞭,因此美國伊利諾大學(University of Illinois)於大豆田中設置了FluoSpec2,可用於長時間收集田中的SIF及GPP數據,配合觀察作物的生長各階段,提供第一個生長連續性的大豆SIF紀錄,促進人類理解農作物生理和SIF之間的關係。

  SIF技術可以將傳統的勞力觀察轉化為自動化紀錄,區域尺度的SIF數據能夠幫助改良作物產量預測模型,現在美國各地已陸續設置SIF感測器網路,幫助用於自動化評估農田和其他自然生態系統;而相關的參數仍持續經由各項研究修正,未來也可連結作物的生理特性與關鍵基因之關係。

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