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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)作物的生長與產(chǎn)量,。不同農(nóng)作物氣候變化條件下的影響和響應研究,，對于應對氣候變化、保障糧食安全,，具有特別重要的意義。作為營養(yǎng)價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——會發(fā)生顯著變化。如何精準檢測氣候變化條件下作物健康,、提前預警風險,？西班牙科學家Mónica Pineda團隊的一項研究,，給出了答案——多光譜熒光成像+AI技術，為農(nóng)業(yè)應對氣候變化,、探索可持續(xù)發(fā)展提供了新思路,！

研究亮點：技術如何破解西蘭花的“氣候密碼”？

1. 多光譜熒光成像：無損檢測的“植物CT”

  多光譜熒光成像技術通過紫外光激發(fā)葉片,，捕捉藍（F440）,、綠（F520）、紅（F680）和遠紅外（F740）熒光信號,，反映植物細胞壁,、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熒光強度顯著增強,，表明細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)過氧化加劇,，植物出現(xiàn)明顯生長抑制。 

AI賦能：結合深度學習算法,，通過ROI區(qū)域分析和特征參數(shù)篩選,，病害識別準確率超85%，實現(xiàn)早期無損診斷,。

上圖A為不同處理條件下的西蘭花葉片（CCC為對照組,，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為葉綠素熒光成像（NPQ為非光化熒光淬滅）,；下圖B為綠色熒光成像F520，C為不同處理條件下多酚,、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：測量葉片與環(huán)境溫差（TL-TA）,，間接反映蒸騰作用強度,。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,。結果顯示,，RCP8.5條件下葉片“健康指數(shù)”顯著降低,，需提前干預,。

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)精準化提供“智慧方案”

1. 氣候適應性篩選：通過多光譜熒光成像技術,，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. 動態(tài)監(jiān)測與預警：結合AI模型,，非接觸實時監(jiān)測分析田間數(shù)據(jù)，預測極端天氣影響,、病害爆發(fā)及營養(yǎng)缺失等風險,。
3. 精準施策、提質(zhì)增效：助力精準農(nóng)業(yè)管理,，指導精準施肥,、灌溉及農(nóng)藥噴灑，減少資源浪費,、保護生態(tài)環(huán)境,，提升產(chǎn)量與品質(zhì)（生態(tài)食品）。

儀器技術方案推薦：PhenoTron®模塊式作物表型成像分析系統(tǒng)

• 葉綠素熒光成像,，作為光合生理表型科研檢測利器
• 多光譜熒光成像,，精準捕獲F440-F740熒光信號，適配葉片,、果實等多目標檢測
• 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
• AI分析平臺：內(nèi)置深度學習各種性狀特征算法，一鍵完成病害檢測,、生理參數(shù)建模，全面評估作物表型性狀,、光合作用、健康狀態(tài),。

從實驗室到田間，多光譜熒光成像+AI技術正成為破解作物氣候適應難題的關鍵工具,。北京易科泰生態(tài)技術有限公司愿與您攜手,，用創(chuàng)新技術守護每一株作物的“健康未來”！

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