Eine neue von der Hebräischen Universität Jerusalem (HUJI) veröffentlichte Studie stellt eine nicht-invasive Technik zur Bewertung des Wasserzustands von Kichererbsen vor und bietet Landwirten ein leistungsstarkes Instrument zur Feinabstimmung von Bewässerungsplänen und möglicherweise zur Verbesserung der Nachhaltigkeit des Kichererbsenanbaus.
Diese Methode birgt das Potenzial, die Kichererbsenbewirtschaftung zu verändern und sowohl die Ernteerträge als auch die Wassereffizienz zu steigern. Seine Auswirkungen reichen weit über den landwirtschaftlichen Bereich hinaus und stehen im Einklang mit den weltweiten Bemühungen zur Ernährungssicherung und zur Bewältigung drängender Umweltherausforderungen. Die Arbeit ist veröffentlicht im Tagebuch Präzisionslandwirtschaft.
Der Fernerkundungsaspekt des Projekts wird von Forschern der Hebräischen Universität geleitet, darunter Dr. Ittai Herrmann vom Robert H. Smith Institute of Plant Sciences and Genetics in Agriculture. Ph.D. Kandidat Roy Sadeh (HUJI) trainierte und testete Spektralmodelle für eine schnelle und nicht-invasive Beurteilung des Wasserstatus von Kichererbsen auf der Grundlage der Schätzung des Blattwasserpotenzials aus dem Weltraum und am Boden.
Die agronomischen Aspekte wurden von der Hebräischen Universität Ph.D. abgedeckt. Student Asaf Avneri unter der Leitung von Dr. Ran Lati (ARO) und Prof. Shahal Abbo (HUJI) und mit Dr. David Bonfil (ARO). Dieser innovative Ansatz ist vielversprechend für die Umgestaltung landwirtschaftlicher Praktiken, insbesondere in Regionen mit Wasserknappheit.
Kichererbsen, auch als Kichererbsen bekannt, sind eine weltweit wichtige Getreidehülsenfrucht und dienen weltweit und insbesondere im Nahen Osten, Südasien und im Mittelmeerraum als Grundproteinquelle. Die vorgeschlagene Methode birgt transformatives Potenzial für die Landwirtschaft, indem sie es Landwirten ermöglicht, Bewässerungspläne effizient zu optimieren.
Dies könnte zu höheren Ernteerträgen und einer verbesserten Wassernutzungseffizienz führen und so zur Ressourcenschonung und geringeren Umweltbelastung beitragen. Darüber hinaus hat die Innovation umfassendere Auswirkungen auf die globale Ernährungssicherheit und zeigt die Auswirkungen fortschrittlicher, präziser und intelligenter Agrartechnologien auf nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken.
Die Studie, die in zwei landwirtschaftlichen Experimenten und zwei kommerziellen Feldern durchgeführt wurde, nutzte bodengestützte hyperspektrale Bildgebung und Satellitenbilder aus dem Programm „Vegetation and Environment Monitoring on New Micro-Satellite“ (VENmS). Ziel war es, das Blattwasserpotenzial von im Freiland angebauten Kichererbsen unter verschiedenen Bewässerungsbehandlungen aus der Ferne zu messen. Dabei wurde der begrenzte Einfluss des Blattflächenindex auf die Fähigkeit, das Blattwasserpotenzial aus der Ferne abzuschätzen, aufgedeckt.
Roy Sadeh entwickelte spektrale Schätzmodelle unter Verwendung von Vegetationsindizes und maschinellem Lernen basierend auf allen Spektralbändern. Die Studie zeigte, dass der normalisierte Differenzspektralindex (1600 und 1730 nm) unter den Vegetationsindizes die genaueste Schätzung des Blattwasserpotenzials lieferte. Die künstlichen neuronalen Netzwerkmodelle verbesserten die Bewertungsgenauigkeit und schnitten bei boden- und weltraumgestützten Daten ähnlich gut ab.
Die neue Methode bietet den Landwirten erhebliche Vorteile, da sie ein schnelles, zerstörungsfreies Werkzeug zur Verbesserung der Bewässerungsplanung auf Kichererbsenfeldern bereitstellt und möglicherweise das Bewässerungsmanagement mit variabler Rate verbessert. Darüber hinaus ist dieses Tool für Physiologen und Züchter vielversprechend beim Screening auf dürretolerante Kichererbsen-Genotypen und ebnet den Weg für nachhaltige Anbaumethoden in größerem Maßstab.
Der nächste Schritt des Projekts besteht darin, weltraumgestützte Spektraldaten zu kombinieren, um die Abschätzung des Blattwasserpotenzials zu verbessern. Omer Perach (ein Doktorand) hat kürzlich auf einer Konferenz (ECPA 2023) sehr schöne vorläufige Ergebnisse präsentiert und der zusätzliche Artikel wird derzeit verfasst.
Mehr Informationen:
Roy Sadeh et al., Schätzung des Wasserpotenzials von Kichererbsenblättern vom Boden und vom VENµS-Satelliten, Präzisionslandwirtschaft (2024). DOI: 10.1007/s11119-024-10129-w