植物光合指标对PRI利用效果的影响

为了在农业上取得成功，需要大量的支出用于灌溉，施肥，害虫控制等。然而，这些成本并不总是合理的，因为在田地的不同部分生长的植物在水和肥料可用性方面可能存在显着差异，非生物胁迫因子的强度，疾病和害虫造成的损害程度等。

在积极发展的“精准农业”实践框架内，罗巴切夫斯基大学的研究人员正致力于开发和引入植物空间异质处理方法，以最大限度地降低成本，提高作物的生态质量，因为化学品的使用量较少。化合物。

精准农业的一个必要阶段是对田间植物状态进行快速，远程分析，从而揭示该状态下的空间异质性。为此，科学家们使用基于植物反射光的配准的光学方法，因为这些方法相对便宜并且可能具有很高的信息量。

然而，光谱本身的使用是无效的，因此科学家经常分析基于两个或多个波长的光反射强度计算的指数。这些指数反映了各种植物生理参数的变化，包括绿色生物量，光合色素含量，植物水分状况等。

其中一个重要指标是光化学反射指数(PRI)，它与叶黄素循环中氧化还原过程活性的变化有关。反过来，叶黄素循环在保护植物光合作用链免受各种应激物(过度照射，高温，干旱和许多其他)的作用所造成的损害中起关键作用。

“许多研究表明，光化学反射指数的变化可能是植物光合作用应力的一个有希望的指标。因此，确定PRI测量是评估植物光合作用过程最有效工具的条件的任务是具有重要的基础和实际重要性，“UNN生物学和生物医学研究所植物电生理学实验室负责人Vladimir Sukhov说。

在苏霍夫博士的指导下，UNN生物物理系研究生Ekaterina Sukhova对文献数据进行了荟萃分析(由其他作者获得和发表的大量结果的定量研究)，证明是解决这个问题的有效方法。这项研究得到了俄罗斯科学基金会的支持，并发表在远程监测领域的领先科学期刊之一遥感学杂志上。

荟萃分析方法在揭示所研究效果的一般规律方面非常有效，因为它允许人们从各种实验条件中抽象出来并揭示效果的最一般特征。

在荟萃分析过程中，Ekaterina Sukhova分析了光化学反射指数与光系统II的量子产率(显示光系统II的效率)，叶绿素荧光的非光化学猝灭之间的关系的文献数据(显示了发展)植物光合作用链中的胁迫量和光合作用对二氧化碳光合作用的影响。

该研究中使用的荟萃分析表明，使用光化学反射指数估算光系统II的量子产率和非光化学猝灭的效率在很大程度上取决于研究组中这些参数的分布。

特别是，当该组中的植物具有低水平的光合作用应力并且当研究组中植物之间的这种胁迫水平显着变化时，使用该方法的有效性更高。

研究表明，这种效应在PRI测量最佳的条件下消失(研究冠层表面，人工照明下的测量)，因为光化学反射指数与光系统II的量子产率和非光化学猝灭的良好相关性是在这种条件下定期观察。

“另一方面，在测量光化学反射指数的不利条件下(从叶面测量，在阳光下进行研究)，植物光合参数分布对PRI使用效果的重要性显着增加，”Ekaterina苏霍娃指出。

本研究证实了研究组植物光合指数分布的影响对利用光化学反射指数评价光能同化过程中利用光能的效率没有影响的重要事实。二氧化碳。这意味着所揭示的规律不适用于所有光合作用指数。

“总的来说，获得的结果具有重要的实际意义，因为它们有助于理解使用光化学反射指数测量来监测植物光合指数(以及因此它们的生产过程和压力)最有效的条件。，“Ekaterina Sukhova总结道。

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