Des chercheurs de l’Université de Nanjing ont confirmé l’efficacité de spectromètres économiques à faible configuration pour récupérer la fluorescence de la chlorophylle induite par le soleil (SIF) – la lueur rouge que les plantes émettent pendant la photosynthèse et un marqueur essentiel de la santé et de la productivité des plantes. Cette recherche sert à démocratiser la surveillance des écosystèmes et de l’agriculture en tirant parti de technologies rentables.
L’étude a été publié dans le Journal de télédétection le 18 décembre.
Les plantes utilisent la plupart, mais pas la totalité, de la lumière solaire qu’elles absorbent pour la photosynthèse ; un excès d’énergie est libéré sous forme de chaleur et d’une lueur rouge, connue sous le nom de SIF. Cet indicateur direct et non invasif offre des informations uniques sur la santé, la productivité et les réponses des écosystèmes aux changements environnementaux.
Cependant, récupérer le SIF n’est ni simple ni bon marché. Il s’agit souvent de spectromètres à haute configuration qui, bien que précis, sont coûteux et difficiles à entretenir, limitant ainsi leur déploiement sur le terrain.
« Notre objectif était de déterminer si les spectromètres à faible configuration pouvaient servir d’outils viables pour les observations SIF au sol », a déclaré Lei Pei, chercheur à l’Institut international des sciences du système terrestre de l’Université de Nanjing et auteur principal de cette étude.
Pour prendre cette décision, l’équipe a comparé les performances d’un spectromètre haut de gamme avec un modèle plus économique sur deux sites agricoles cultivant du blé et du riz en Chine. Ils ont évalué dans quelle mesure les spectromètres mesuraient le SIF, suivaient la productivité des cultures (productivité primaire brute, ou GPP) et identifiaient les étapes clés de la croissance.
« Nous avons constaté que même s’il existe des différences dans l’ampleur des valeurs SIF récupérées, les deux types de spectromètres présentaient des tendances et des sensibilités similaires », a déclaré Pei.
Le spectromètre à faible configuration correspondait étroitement aux performances du spectromètre à haute configuration, avec des corrélations dépassant 90 % et des erreurs minimes. Il s’est avéré particulièrement efficace pour le blé, en suivant avec précision la productivité des plantes et les stades de croissance avec une différence moyenne de seulement 2,5 jours par rapport au modèle plus coûteux.
« Cette découverte suggère que les spectromètres à faible configuration peuvent répondre à certaines exigences pour les observations SIF sur le terrain, marquant une avancée significative dans l’avancement de la recherche SIF au sol », a déclaré Pei.
Ces résultats soutiennent la mise en place de systèmes d’observation sur le terrain plus efficaces et plus rentables, rendant la surveillance des écosystèmes et de l’agriculture plus accessible et évolutive.
Les chercheurs prévoient d’affiner davantage la précision des récupérations SIF à partir de spectromètres à faible configuration en examinant des facteurs supplémentaires susceptibles d’avoir un impact sur leurs performances.
« Notre objectif ultime est de développer un cadre complet démontrant la fiabilité de ces instruments pour soutenir les missions d’observation in situ du SIF, élargissant ainsi l’accès à cet important domaine de recherche », a déclaré Pei.
Plus d’informations :
Lei Pei et al, Évaluation de la capacité des spectromètres à faible configuration à récupérer la fluorescence de la chlorophylle induite par le soleil dans le rouge lointain et son application pour l’identification des stades de croissance des cultures, Journal de télédétection (2024). DOI : 10.34133/télédétection.0369
Fourni par Journal de télédétection