Novo conjunto de dados lança luz sobre a relação entre a fluorescência da clorofila induzida pelo sol no vermelho extremo e a fotossíntese no nível do dossel
Locais e imagens dos sites dos sistemas SIF. Crédito:Genghong Wu Nos últimos anos, a comunidade científica tem voltado cada vez mais a sua atenção para a agricultura sustentável, com o objetivo de maximizar o rendimento das culturas e, ao mesmo tempo, minimizar o impacto ambiental. Um aspecto crucial desta pesquisa envolve a compreensão dos processos fundamentais da fotossíntese das plantas e como eles podem ser monitorados em escala.
Um método promissor para avaliar a atividade fotossintética é através da medição da fluorescência da clorofila induzida pelo sol, um subproduto da fotossíntese que pode ser detectado a partir de sensores terrestres, bem como de satélites no espaço.
Um estudo liderado por Genghong Wu, Ph.D. estudante aconselhado pelo diretor do Centro de Sustentabilidade do Agroecossistema (ASC), Kaiyu Guan, e colegas utilizaram instrumentos terrestres para medir a fluorescência da clorofila induzida pelo sol vermelho distante (SIF) e vários índices de vegetação (VIs) que refletem a saúde e a atividade das plantas. Ele compilou 15 anos de dados de SIF e VIs de várias culturas (milho, soja e miscanthus) durante um período de seis anos (2016-2021) no Cinturão do Milho dos EUA (Illinois e Nebraska).
O estudo foi publicado na revista Scientific Data .
"As torres de covariância parasita são atualmente o padrão ouro para medir a fotossíntese do dossel", explicou Wu. "No entanto, eles são caros e estão distribuídos em locais limitados em todo o mundo. O SIF de satélite pode nos fornecer dados espacialmente contínuos. No entanto, a utilização total do SIF de satélite para monitoramento da fotossíntese requer uma compreensão mecanicista da relação entre os dois."
Este conjunto de dados abrangente fornecido neste estudo pode ser usado para obter insights sobre a relação mecanicista entre o SIF vermelho extremo e a fotossíntese no nível do dossel. Esta relação é crítica para a interpretação precisa das leituras do SIF, sejam elas provenientes de observações terrestres ou de imagens de satélite.
É importante ressaltar que o estudo fornece um conjunto de dados robusto que pode servir como referência para a validação de produtos SIF de satélite, que são cada vez mais utilizados para monitorar sistemas agrícolas globais e o ciclo do carbono. Além disso, o conjunto de dados pode ser utilizado para melhorar modelos de previsão do rendimento das culturas e de avaliação da saúde das plantas em grande escala, contribuindo para práticas e políticas agrícolas mais informadas.
Por meio do artigo, os cientistas descreveram como construíram a rede e uma descrição do conjunto de dados. O artigo inclui detalhes sobre instrumentação, processamento de dados e aplicações potenciais.
“Somos um dos primeiros grupos em todo o mundo a desenvolver tal rede para medições de SIF de longo prazo, datadas de 2016”, comentou Guan.
“Um dos nossos objetivos era fornecer aos pesquisadores uma aplicação mais ampla deste conjunto de dados”, observou Wu. "Assim, este artigo fornece uma descrição detalhada de como coletamos, processamos e validamos indiretamente os conjuntos de dados e quais são as aplicações potenciais dos dados."
Wu também ressalta que, embora muitos pesquisadores coletem dados do SIF e da fotossíntese, não existe um método padrão para fazê-lo.
“As pessoas coletaram e processaram os dados do SIF de diferentes maneiras”, disse Wu. “Existem vários sistemas com diferentes designs de instrumentação. Precisávamos de um registro detalhado de nossos sistemas e configuração para que possamos ser úteis no estabelecimento do padrão para coleta e processamento desses dados no futuro.”
“Decidimos ser transparentes com nosso método para que outros possam confiar na confiabilidade de nossos dados”, disse Wu. "Agora eles também podem usar nossos dados SIF para assimilar os modelos da superfície terrestre para estimar o ciclo do carbono ou o ciclo da água, além da estimativa da fotossíntese e detecção de estresse."
