多光譜熒光成像+AI技術(shù),,揭秘氣候變化下西蘭花的“健康密碼”
全球變暖等氣候變化正威脅著農(nóng)作物的生長與產(chǎn)量,。不同農(nóng)作物氣候變化條件下的影響和響應(yīng)研究,,對于應(yīng)對氣候變化,、保障糧食安全,,具有特別重要的意義,。作為營養(yǎng)價值的十字花科作物,,其生理狀態(tài)和抗病能力在氣候壓力——溫度和CO?濃度升高條件下——會發(fā)生顯著變化,。如何精準(zhǔn)檢測氣候變化條件下作物健康、提前預(yù)警風(fēng)險,?西班牙科學(xué)家Mónica Pineda團(tuán)隊的一項(xiàng)研究,,給出了答案——多光譜熒光成像+AI技術(shù),為農(nóng)業(yè)應(yīng)對氣候變化,、探索可持續(xù)發(fā)展提供了新思路,!
研究亮點(diǎn):技術(shù)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(shù)通過紫外光激發(fā)葉片,,捕捉藍(lán)(F440),、綠(F520)、紅(F680)和遠(yuǎn)紅外(F740)熒光信號,,反映植物細(xì)胞壁,、葉綠素及抗氧化物質(zhì)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(qiáng)度顯著增強(qiáng),,表明細(xì)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(zhì)過氧化加劇,,植物出現(xiàn)明顯生長抑制,。
AI賦能:結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法,通過ROI區(qū)域分析和特征參數(shù)篩選,,病害識別準(zhǔn)確率超85%,,實(shí)現(xiàn)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(huán)境溫差(TL-TA),,間接反映蒸騰作用強(qiáng)度,。研究發(fā)現(xiàn),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(yōu)化。
高光譜成像:計算植被指數(shù)(如VREI,、WBI),,量化葉片含水量、色素組成及抗逆性,。結(jié)果顯示,,RCP8.5條件下葉片“健康指數(shù)”顯著降低,需提前干預(yù),。
研究意義:為農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化提供“智慧方案”
1. 氣候適應(yīng)性篩選:通過多光譜熒光成像技術(shù),,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(yōu)化育種方向,。
2. 動態(tài)監(jiān)測與預(yù)警:結(jié)合AI模型,,非接觸實(shí)時監(jiān)測分析田間數(shù)據(jù),預(yù)測天氣影響,、病害爆發(fā)及營養(yǎng)缺失等風(fēng)險,。
3. 精準(zhǔn)施策、提質(zhì)增效:助力精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理,,指導(dǎo)精準(zhǔn)施肥,、灌溉及農(nóng)藥噴灑,減少資源浪費(fèi),、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,,提升產(chǎn)量與品質(zhì)(生態(tài)食品)。
儀器技術(shù)方案推薦:PhenoTron®模塊式作物表型成像分析系統(tǒng)
? 葉綠素?zé)晒獬上?,作為光合生理表型科研檢測利器
? 多光譜熒光成像,精準(zhǔn)捕獲F440-F740熒光信號,適配葉片,、果實(shí)等多目標(biāo)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(fā)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(shù)
? AI分析平臺:內(nèi)置深度學(xué)習(xí)各種性狀特征算法,,一鍵完成病害檢測,、生理參數(shù)建模,全面評估作物表型性狀,、光合作用,、健康狀態(tài)。
從實(shí)驗(yàn)室到田間,,多光譜熒光成像+AI技術(shù)正成為破解作物氣候適應(yīng)難題的關(guān)鍵工具,。北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司愿與您攜手,用創(chuàng)新技術(shù)守護(hù)每一株作物的“健康未來”,!
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