الكشف المبكر عن مخاطر تقليل عائد فول الصويا: تكنولوجيا SIF تدعم إدارة عائد مستقرة

في هذه الورقة ، فإننا نقدم المبادئ الأساسية مضان الكلوروفيل ( سيف ) الناجمة عن أشعة الشمس و تطبيقها على نطاق واسع في النظم الإيكولوجية للغابات والأراضي الرطبة .

في هذه الورقة ، فإننا سوف تركز على فول الصويا المحاصيل الهامة ، ومناقشة كيفية رصد الإجهاد البيئي ( على سبيل المثال ، وارتفاع درجة الحرارة والجفاف ، الخ ) في وقت مبكر من قبل سيف التكنولوجيا ، والإنذار المبكر من خطر انخفاض الإنتاج النهائي ، تصبح أداة رئيسية لضمان استقرار إدارة الإنتاج .

في المقالات السابقة ، قدمنا المبادئ الأساسية لتلمير الكلوروفيل الناتج عن الشمس (SIF) وتطبيقاته الواسعة في النظم الإيكولوجية مثل الغابات والأراضي الرطبة.

وتركز هذه المسألة على المحاصيل الهامة لفول الصويا، واستكشاف كيف يمكن لتكنولوجيا SIF أن تكون أداة رئيسية لضمان إدارة العائد المستقرة من خلال الرصد المبكر للضغوط البيئية (مثل ارتفاع درجات الحرارة والجفاف) لتحذير الخسائر المحتملة في العائد.

1 - العلاقة بين سيف و التمثيل الضوئي في فول الصويا .

سيف هو جزء صغير من الطاقة الضوئية المنبعثة من جزيئات الكلوروفيل بعد النباتات تمتص أشعة الشمس . وهو يرتبط ارتباطا وثيقا الإنتاجية الأولية لعملية التمثيل الضوئي ( GPP ) ويعتقد أن تكون بديلا فعالا لتقييم GPP .

إشارة SIF تنشأ من التفاعلات الكيميائية الضوئية من نظام التمثيل الضوئي الثاني ( PSII ) ، وكثافة إشارة SIF وينظم كثافة الضوء ، الكلوروفيل المحتوى و توزيع الطاقة الضوئية المسار . وتظهر النتائج أن هناك علاقة خطية أو غير خطية بين المنتدى و GPP ، مما يجعل المنتدى أداة هامة لرصد عملية التمثيل الضوئي للنباتات .

بسبب العلاقة المباشرة بين القوات المسلحة السودانية و عملية التمثيل الضوئي ، التمثيل الضوئي آلية القوات المسلحة السودانية سوف تتأثر عندما فول الصويا يتعرض الإجهاد البيئي ، مما يؤدي إلى تغيير القوات المسلحة السودانية إشارة .

SIF هو جزء صغير من الطاقة الضوئية التي تعيد انبعاثها جزيئات الكلوروفيل بعد أن تمتص النباتات ضوء الشمس. وهو مرتبط ارتباطا وثيقا بالإنتاج الأولي الإجمالي (GPP) ويعتبر وكيلا فعالا لتقييم GPP.

توليد إشارات SIF ينشأ من التفاعلات الكيميائية الضوئية للنظام الضوئي الثاني (PSII). يتم تنظيم كثافتها بشكل ديناميكي بواسطة كثافة الضوء ومحتوى الكلوروفيل ومسارات تخصيص الطاقة الضوئية (الكيمياء الضوئية والإطفاء غير الضوئي الكيميائي والفلورسنت). تظهر الأبحاث علاقات خطية أو غير خطية مهمة بين SIF و GPP ، مما يجعل SIF وسيلة مهمة لمراقبة التوليف الضوئي النباتي.

بما أن SIF مرتبط مباشرة بعملية التوليف الضوئي ، عندما تواجه فول الصويا الإجهاد البيئي ، يتأثر جهاز التوليف الضوئي ، مما يؤدي إلى تغييرات في إشارات SIF. وهذا يوفر أساسا نظريا لاستخدام SIF لمراقبة الإجهاد البيئي في فول الصويا.

الشكل : نظام مراقبة مضان الكلوروفيل الناجم عن أشعة الشمس على متن الطائرات بدون طيار . ABN-SIF-UAV。 من خلال الكشف عن مضان الكلوروفيل ( سيف ) الناجمة عن أشعة الشمس ، يمكن للنظام تحقيق غير المدمرة رصد مجموعة واسعة من الأراضي الزراعية ، وتقييم نمو المحاصيل بدقة ، وتوفير البيانات الرئيسية للإنذار المبكر من الأمراض والآفات الحشرية والمياه والأسمدة الإجهاد .

نظام رصد فلورسنت الكلوروفيل الناتج عن الشمس بواسطة مركبة جوية غير مأهولة ABN-SIF-UAV بواسطة شركة Exponentsci. يكتشف هذا النظام فلورسنت الكلوروفيل الناتج عن الشمس (SIF) ، مما يتيح رصد الأراضي الزراعية على نطاق واسع دون تدمير ، وتقييم دقيق لحالة نمو المحاصيل ، وتوفير بيانات مهمة للإنذار المبكر من الآفات والأمراض والضغوط المائية / الأسمدة.

في الكشف عن الإجهاد البيئي في فول الصويا

إجهاد الحرارة العاليةارتفاع في درجة الحرارة وما يصاحبها من ارتفاع ضغط البخار الفرق عادة ما تؤثر على النباتات ، ولكن لا يمكن أن يؤدي إلى تغييرات كبيرة في هيكل مظلة أو الخصائص الطيفية . سيف يمكن الكشف عن الإجهاد بشكل أفضل بسبب علاقتها مع عملية التمثيل الضوئي . على سبيل المثال ، آثار ارتفاع درجة الحرارة على عملية التمثيل الضوئي فول الصويا المظلة تم قياسها من خلال تعزيز التحكم في درجة الحرارة ( t-face ) التجربة . فول الصويا يمكن أن تؤثر على الوزن النوعي للنبات ، المياه هي المسؤولة عن سير العمل في الكثافة ، التمثيل الضوئي مضان الكلوروفيل المعلمات تحت درجة حرارة عالية .

الإجهاد عالية درجة الحرارة:غالبا ما تؤثر درجات الحرارة العالية والعجز المرافق لضغط البخار العالي على النباتات دون التسبب في تغييرات واضحة في هيكل المظلة أو الخصائص الطيفية. بسبب ارتباطه بالتوليف الضوئي ، يمكن لـ SIF الكشف عن هذا الإجهاد بشكل أفضل. على سبيل المثال ، استخدمت إحدى الدراسات تجربة تحسين درجة الحرارة تحت التحكم في الهواء الحر (T-FACE) لقياس تأثير درجة الحرارة العالية على التوليف الضوئي لفول الصويا باستخدام SIF. تحت ظروف درجات الحرارة العالية ، تعاني فول الصويا من تغييرات في وزن الأوراق المحدد ، وكثافة الفم ، والتوليف الضوئي ، ومعلمات فلورسنت الكلوروفيل.

مضان الكلوروفيل ( سيف ) ، العائد من القوات المسلحة السودانية ، امتصاص الاشعاع الضوئي النشطة ( ابار ) ، نسبة امتصاص كامل المظلة ابار ( fapar ) و معامل الارتباط ( ص ) بين الاشعاع الضوئي النشطة ( الاسمية ) المظلة درجة الحرارة .

معامل الارتباط (r) بين فلورسنت الكلوروفيل الناتج عن الشمس (SIF) ، وعائد SIF ، والإشعاع النشط بالتصنيع الضوئي الممتص (APAR) ، وكسر من APAR الكامل (fAPAR) ، و PAR ضد درجة حرارة المظلة.

إجهاد الأوزونارتفاع تركيز الأوزون يمكن أن يؤدي إلى انخفاض كبير في sif760 فول الصويا المظلة ، وخاصة في مرحلة لاحقة من النمو ( 36 في المائة ) ، مما يشير إلى أن الجبهة الإسلامية للإنقاذ يمكن أن بفعالية التقاط تأثير الأوزون على المظلة هيكل تسارع الشيخوخة من فول الصويا . وعلاوة على ذلك ، فإن تأثير تآزري الأوزون الإجهاد مع انخفاض الإشعاع يمكن أن تؤثر على مضان الكلوروفيل خصائص محصول فول الصويا .

الإجهاد الأوزون:تسبب تركيزات الأوزون العالية انخفاضا كبيرا في سقف فول الصويا SIF760 ، وخاصة خلال مراحل النمو اللاحقة (ما يصل إلى 36٪ انخفاض). وهذا يشير إلى أن SIF يمكن أن يلتقط بفعالية تأثير الأوزون على هيكل الغطاء وتسارع الشيخوخة في فول الصويا. كما يتفاعل ضغط الأوزون مع انخفاض الإشعاع ، مما يؤثر على خصائص فلورسنت كلوروفيل فول الصويا والإنتاج.

نتائج sif760 ( أ ) ، الاسمية ( ب ) ، نسبة امتصاص الاشعاع الضوئي النشطة ( ج ) و ( د ) من الغطاء النباتي الأخضر الظاهر سيف محصول فول الصويا التي لوحظت في جميع أنحاء موسم النمو ، على التوالي ، في ظل ظروف من تركيز الأوزون في البيئة ( أبيض الشكل ) و زيادة تركيز الأوزون ( رمادي الشكل ) . * يمثل فرق كبير ( ف < 0.05 ) .

قياس الجزء العلوي من السقف SIF760 (A) ، PAR (B) ، FPARgreen (C) ، وعائد SIF الواضح (D) طوال موسم النمو في فول الصويا المزروعة تحت O المحيط ₃ (قضبان بيضاء) وارتفاع O ₃ (قضبان رمادية). * يشير إلى اختلافات كبيرة بين العلاجات في كل تاريخ قياس (P < 0.05).

أخرى قسرية / أخرى stresses :

نقص المياه يمكن أن تجبر المياه هي المسؤولة عن سير العمل في إغلاق ، مما يحد من عملية التمثيل الضوئي والنتح . هذه العملية يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في nonphotochemical التبريد و التمثيل الضوئي نقل الإلكترون ، في حين أن إشارة SIF حساسة لهذه التغييرات الصغيرة .

ثنائي الفينول أ ( برا ) هو نوع من الغدد الصماء البيئية التي تؤثر بشكل كبير على نمو البادرات ، التمثيل الضوئي مضان الكلوروفيل المعلمات ( مثل مضان الأولية ، أقصى قدر من الكفاءة الضوئية ، PSII الكم العائد و معدل نقل الإلكترون الضوئي ) من فول الصويا .

نقص المياه: يفرض نقص المياه إغلاق الفم والولادة ، مما يمنع التوليف الضوئي والتعرق. هذه العملية تحفز تغييرات في التخميد غير الكيميائي الضوئي ونقل الإلكترونات الصناعية الضوئية ، والتي تكون إشارات SIF حساسة للغاية.

بيسفينول أ (بي بي إيه): باعتباره مضطرب الغدد الصماء البيئي ، يؤثر بي بي إيه بشكل كبير على معلمات النمو والتوليف الضوئي والفلورسنت الكلوروفيل (مثل الفلورسنت الأولي ، وأقصى كفاءة كيميائية ضوئية ، والإنتاج الكمي الفعال لـ PSII ، ومعدل نقل الإلكترونات الصناعية الضوئية) لشتلات فول الصويا. تقنية SIF يمكن أن تكتشف هذه التغييرات.

مضان الكلوروفيل ( سيف ) التي يسببها ضوء الشمس يوفر طريقة مباشرة وغير الغازية لرصد الإجهاد البيئي في فول الصويا من خلال التقاط الإشارات الضوئية التي ترتبط مباشرة مع عملية التمثيل الضوئي الآلية . باستخدام هذه التكنولوجيا ، ونحن يمكن أن يكون أكثر في الوقت المناسب لفهم الحالة الصحية للمحاصيل ، وإدارة الزراعة الدقيقة لضمان استقرار المحاصيل لتوفير الدعم التقني الهام .

توفر تكنولوجيا فلورسنت الكلوروفيل المحركة من الشمس (SIF) طريقة مباشرة وغير غازية لمراقبة الإجهاد البيئي في فول الصويا عن طريق التقاط إشارات ضوئية مرتبطة مباشرة بآلية التوليف الضوئي. ويمكن استخدام هذه التكنولوجيا تقييم صحة المحاصيل في الوقت المناسب، مما يوفر دعما تقنيا هاما لإدارة الزراعة الدقيقة وضمان استقرار المحاصيل.

المصدر / المصدر :

1. KQuantifying الإجهاد في درجات الحرارة العالية على فول الصويا التصنيع الضوئي: الدور الفريد للفلورسنت الكلوروفيل الناجم عن الشمس. (2021)

2. قياس الإجهاد الكمي في درجات الحرارة العالية على التوليف الضوئي في تجربة تحسين الهواء الحر المتحكم في درجة الحرارة (T-FACE): الدور الفريد لتلمؤ الكلوروفيل الناجم عن الشمس في التقاط الإجهاد الفسيولوجي النباتي. (2020)

3- يلتقط فلورسنت الكلوروفيل الناجم عن الشمس آثار ارتفاع الأوزون على هيكل الغطاء وتسارع الشيخوخة في فول الصويا. (2023)

4- تأثيرات البيسفينول ألف على النمو والتوليف الضوئي والفلورسنت الكلوروفيل في الأعضاء فوق الأرض لشتلات فول الصويا. (2013)