وبلاگ

درک تعامل پیچیده بین نور و گیاهان برای کشف رازهای افزایش بازده محصول و پایداری بسیار مهم است.

محققان به طور سنتی از حسگرهای تشعشع فعال فتوسنتزی و محاسبات شاخص سطح برگ برای اندازه گیری استفاده می کنند. سبک رهگیری، اما این روش ها با آرایش فضایی پیچیده سایبان ها دست و پنجه نرم می کنند. پیشرفت‌های اخیر از مدل‌های سه‌بعدی و شبیه‌سازی‌های نوری برای انجام تحلیل‌های دقیق و در عین حال به دست آوردن سه بعدی واقعی استفاده می‌کنند. دهنه مدل‌های (RCM) در این زمینه به دلیل محدودیت‌های تکنولوژیکی همچنان یک چالش است.

تمرکز فعلی بر بهبود این بازسازی‌های سه بعدی برای تعیین کمیت دقیق توزیع نور و بهبود درک ما از رشد گیاه است، با روش‌هایی مانند ساختار از حرکت (SfM) که راه‌های امیدوارکننده‌ای را برای جمع‌آوری داده‌های میدانی دقیق‌تر ارائه می‌دهد.

در آگوست 2023 فنومیک گیاهی منتشر شده a مقاله دانشگاهی با عنوان “اهمیت استفاده از مدل های واقع گرایانه سه بعدی برای محاسبه رهگیری نور میدانی “

این مطالعه بر تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای رهگیری نور بین مدل‌های سایبان ذرت سه بعدی واقعی (RCMs) و مدل‌های تاج پوشش مجازی (VCMs) متمرکز است، با هدف بهبود قابل‌توجهی دقت محاسبات رهگیری نور. بازسازی دقیق یک RCM با مساحت بزرگ با استفاده از یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین پیشرفته (پهپاد) با مسیر دایره متقابل شیبدار (CCO) همراه با یک روش استریو ساختار حرکتی چند نمای انجام شد.

سپس سه نوع VCM (VCM-1، VCM-4، و VCM-8) با تکثیر 1، 4، و 8 گیاه واقعی در مرکز RCM ایجاد شد. نتایج نشان‌دهنده انحراف قابل‌توجه در رهگیری روزانه نور در واحد سطح (DLI) بین VCM و RCM، با مقادیر نسبی میانگین مربعات خطای ریشه (rRMSE) 20.22، 17.38 و 15.48 درصد برای VCM-1، VCM-4، است. و VCM-8 به ترتیب.

با افزایش تعداد گیاهانی که برای تولید مثل تاج مجازی استفاده می شوند، تعصب کاهش می یابد، اما حتی با هشت گیاه، اختلاف قابل توجهی باقی می ماند. مدل‌های سه‌بعدی بازسازی‌شده تجسم‌های دقیقی از ساختار گیاه ارائه می‌کنند، که دقت بالایی را در تخمین اندازه‌های برگ نشان می‌دهند، که توسط مقادیر R² و RMSE تأیید شده‌اند.

مقایسه رهگیری نور در 48 و 70 روز پس از کاشت (DAS) نشان داد که تفاوت بین RCMs و VCMs در مرحله اولیه نسبت به مرحله آخر کمتر بود، که نشان‌دهنده تنوع بارزتر در ساختار تاج پوشش و رهگیری نور است، در حالی که گیاهان بالغ می‌شوند. مقایسه ساعتی جذب نور نیز روند ثابتی را نشان می دهد، با RCM که دینامیک پیچیده توزیع نور را با دقت بیشتری نسبت به VCM، به ویژه در مراحل بعدی، ثبت می کند.

علاوه بر این، این مطالعه تفاوت‌های ساختاری بین RCM و VCM را بررسی کرد و دریافت که با افزایش تراکم تاج، تفاوت‌های فنوتیپی یک بعدی (مانند ارتفاع گیاه و پوشش تاج) بین مدل‌ها کاهش می‌یابد، در حالی که تفاوت‌های فنوتیپی دو بعدی و سه بعدی (مانند شاخص سطح گیاهی) و COV) افزایش یافت.

این به این معنی است که پیچیدگی ساختاری گنبد توسط RCM به‌ویژه برای گنبدهای متراکم‌تر بهتر به تصویر کشیده می‌شود. چترها. این مطالعه تأیید کرد که RCM ها نمایش دقیق تری از رهگیری نور در میدان را ارائه می دهند، به ویژه در مراحل بعدی رشد، و اهمیت گرفتن ساختارهای سایبان سه بعدی واقعی برای تجزیه و تحلیل دقیق توزیع نور را برجسته کرد.

علیرغم این پیشرفت، چالش استخراج اطلاعات دقیق زاویه برگ همچنان باقی است و نیاز مبرم به تحقیقات مداوم و روش‌های نوآورانه برای تقسیم دقیق گیاهان و برگ‌ها از ابرهای نقطه سه بعدی را برجسته می‌کند.

در نتیجه، این مطالعه نه تنها برتری RCM بر VCM را در تجزیه و تحلیل نور تأیید می کند استراق سمع بلکه راه را برای پیشرفت های پیشگامانه در تحقیقات کشاورزی از طریق بازسازی های سه بعدی دقیق هموار می کند.