Negli ultimi anni, la comunità scientifica ha rivolto sempre più la propria attenzione all’agricoltura sostenibile, con l’obiettivo di massimizzare la resa dei raccolti minimizzando al contempo l’impatto ambientale. Un aspetto cruciale di questa ricerca riguarda la comprensione dei processi fondamentali della fotosintesi delle piante e il modo in cui possono essere monitorati su larga scala. Un metodo promettente per valutare l’attività fotosintetica è attraverso la misurazione della fluorescenza della clorofilla indotta dal sole, un sottoprodotto della fotosintesi che può essere rilevato da sensori a terra e dai satelliti nello spazio.
Lo studio condotto da Genghong Wu, uno studente di dottorato consigliato dal direttore dell’Agroecosystem Sustainability Center (ASC) Kaiyu Guan, e altri hanno utilizzato strumenti a terra per misurare il SIF del rosso lontano e vari indici di vegetazione (VI) che riflettono la salute e l’attività delle piante. Ha compilato 15 anni-sito di dati SIF e VI di varie colture (mais, soia e miscanto) in un arco di sei anni (2016-2021) all’interno della Corn Belt degli Stati Uniti (Illinois e Nebraska).
“Le torri di Eddy Covariance sono attualmente il gold standard per misurare la fotosintesi della chioma”, ha spiegato Wu. “Tuttavia, sono costosi e sono distribuiti su siti limitati in tutto il mondo. Il SIF satellitare può fornirci dati spazialmente continui. Tuttavia, il pieno utilizzo del SIF satellitare per il monitoraggio della fotosintesi richiede una comprensione meccanicistica della relazione tra i due.”
Questo set di dati completo fornito in questo studio può essere utilizzato per ottenere informazioni dettagliate sulla relazione meccanicistica tra SIF del lontano rosso e fotosintesi a livello della chioma. Questa relazione è fondamentale per interpretare accuratamente le letture SIF, sia che provengano da osservazioni da terra che da immagini satellitari. È importante sottolineare che lo studio fornisce un solido set di dati che può fungere da punto di riferimento per la convalida dei prodotti SIF satellitari, che vengono sempre più utilizzati per monitorare i sistemi agricoli globali e il ciclo del carbonio. Inoltre, il set di dati può essere utilizzato per migliorare i modelli per prevedere la resa dei raccolti e valutare la salute delle piante su larga scala, contribuendo a pratiche e politiche agricole più informate.
Attraverso il documento pubblicato il 22 febbraio in Dati scientifici, gli scienziati dell’ASC hanno descritto come hanno costruito la rete e una descrizione del set di dati. L’articolo include dettagli sulla strumentazione, sull’elaborazione dei dati e sulle potenziali applicazioni.
“Siamo uno dei primi gruppi al mondo a sviluppare una tale rete per misurazioni SIF a lungo termine, risalente al 2016”, ha commentato Guan. “È stato un enorme lavoro di squadra con numerosi dottorandi e postdoc negli ultimi 7 anni, grazie ai finanziamenti di più agenzie di finanziamento, tra cui NASA, DOE e NSF.”
“Uno dei nostri obiettivi era fornire ai ricercatori un’applicazione più ampia di questo set di dati”, ha osservato Wu.
“Pertanto, questo documento fornisce una descrizione dettagliata di come abbiamo raccolto, elaborato e validato indirettamente i set di dati e quali sono le potenziali applicazioni dei dati.”
Wu sottolinea inoltre che, sebbene molti ricercatori raccolgano dati SIF e fotosintesi, non esiste un metodo standard per farlo.
“Le persone hanno raccolto ed elaborato i dati SIF in modi diversi”, ha affermato Wu. “Esistono diversi sistemi con diversi progetti di strumentazione. Avevamo bisogno di una registrazione dettagliata dei nostri sistemi e delle nostre impostazioni per, si spera, essere utili per stabilire lo standard per la raccolta e l’elaborazione di questi dati in futuro.”
“Abbiamo deciso di essere trasparenti con il nostro metodo in modo che gli altri possano fidarsi dell’affidabilità dei nostri dati.” Ha detto Wu. “Ora possono anche utilizzare i nostri dati SIF per assimilare i modelli della superficie terrestre per stimare il ciclo del carbonio o il ciclo dell’acqua oltre alla stima della fotosintesi e al rilevamento dello stress.”
Altri ricercatori coinvolti nel progetto includevano Hyungsuk Kim, Guofan Miao, Xi Yang e Chongya Jiang e laboratori affiliati all’interno del College of Agricultural, Consumer, and Environmental Sciences (ACES), il Dipartimento di risorse naturali e scienze ambientali (NRES), il DOE Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI) e National Center for Supercomputing Applications (NCSA), tutti nel campus Urbana-Champaign dell’Università dell’Illinois; così come l’Istituto di ricerca sull’agricoltura e le scienze della vita presso l’Università nazionale di Seoul, Repubblica di Corea, e il Dipartimento di scienze ambientali dell’Università della Virginia.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
