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  全球變暖、極端天氣頻發(fā)……氣候變化正威脅著農(nóng)作物的生長(zhǎng)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(duì)于應(yīng)對(duì)氣候變化、保障糧食安全，具有特別重要的意義。作為營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的十字花科作物，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(huì)發(fā)生顯著變化。如何精準(zhǔn)檢測(cè)氣候變化條件下作物健康、提前預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)？西班牙科學(xué)家Mónica Pineda團(tuán)隊(duì)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(duì)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(wú)損檢測(cè)的“植物CT”

  多光譜熒光成像技術(shù)通過(guò)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(hào)，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F(xiàn)440、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（極端升溫+CO?劇增）：F680/F740比值上升（葉綠素減少），葉片脂質(zhì)過(guò)氧化加劇，植物出現(xiàn)明顯生長(zhǎng)抑制。 

AI賦能：結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，通過(guò)ROI區(qū)域分析和特征參數(shù)篩選，病害識(shí)別準(zhǔn)確率超85%，實(shí)現(xiàn)早期無(wú)損診斷。

上圖A為不同處理?xiàng)l件下的西蘭花葉片（CCC為對(duì)照組，RCP4.5為中等升溫和CO2濃度提高，RCP8.5為極端升溫和CO2升高），B為葉綠素?zé)晒獬上瘢∟PQ為非光化熒光淬滅）；下圖B為綠色熒光成像F520，C為不同處理?xiàng)l件下多酚、奎寧、咖啡酸、阿魏酸含量

2. 紅外熱成像+高光譜成像：

  紅外熱成像：測(cè)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(jì)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)。

左圖為不同處理西蘭花花青素指數(shù)、紅邊指數(shù)、水分指數(shù)及氣候脅迫指數(shù)，右圖為葉片與空氣溫度差值圖

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(guò)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警：結(jié)合AI模型，非接觸實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析田間數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)極端天氣影響、病害爆發(fā)及營(yíng)養(yǎng)缺失等風(fēng)險(xiǎn)。
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(cè)利器
• 多光譜熒光成像，精準(zhǔn)捕獲F440-F740熒光信號(hào)，適配葉片、果實(shí)等多目標(biāo)檢測(cè)
• 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(tái)：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(cè)、生理參數(shù)建模，全面評(píng)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(lái)”！

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