Достижение в области дистанционного зондирования от Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне предоставляет научно обоснованный инструмент для точного обнаружения и сообщения об ущербе урожаю в масштабе поля, что снижает человеческий фактор и предвзятость.
Это инструмент, к которому исследователь и специалист по сое Аарон Хагер призывал с тех пор, как в 2016 году на рынке США появились устойчивые к дикамбе ГМО соевые бобы, а также сопровождавший их всплеск использования гербицида дикамбы и нецелевого ущерба.
«Мы проводили ежегодную телеконференцию с Агентством по охране окружающей среды, где они спрашивали, насколько масштабен ущерб и повлияли ли изменения в маркировке на ситуацию. Они полагались на жалобы на неправильное использование пестицидов, но есть много факторов, влияющих на то, подаст ли кто-то жалобу», - говорит Хагер, профессор кафедры растениеводства и специалист по распространению знаний в Университете Иллинойса; оба подразделения являются частью Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук университета.
«В последний раз, когда мы звонили в 2020 году, у нас все еще не было способа количественно оценить масштабы того, что на самом деле происходило. Но теперь есть», - сказал он.
Хагер и его коллеги откалибровали сложные камеры, установленные на дронах, чтобы обнаружить повреждения на чувствительных пологах сои, обработанных одной десятитысячной, одной трехтысячной, одной тысячной и одной трехсотой от маркированной нормы дикамбы. Эти нормы представляют воздействие от дрейфа паров (испарившейся) дикамбы на одном пределе и дрейфа частиц на другом.
После облета полей дронами и оценки ущерба команда опубликовала результаты в журнале Pest Management Science.
«Мы действительно хотели убедиться, что можем отличить ущерб, вызванный летучей дикамбой на уровне одной десятитысячной доли, от необработанного или устойчивого к дикамбе поля сои, и нам это удалось», - сказал первый автор исследования Дилан Керр, докторант в области растениеводства.
Впервые команда показала, что симптомы можно обнаружить через восемь дней после воздействия, даже на самом низком уровне. Симптомы, которые оценивались с использованием ранее опубликованной стандартизированной шкалы, усиливались с увеличением уровней воздействия дикамбы и со временем. Хотя ни один из уровней воздействия не был достаточно сильным, чтобы убить растения сои, чувствительные к дикамбе, все обработанные поля показали ухудшение симптомов к 29-му дню.
«Мы используем датчики для обнаружения вещей, которые не видит человеческий глаз. Я имею в виду, мы все знаем, как выглядит скрученное в чашечку растение сои после дрейфа дикамбы, но мы не всегда знаем, когда это воздействие имело место. Теперь у нас есть лучшее представление», - сказал Хагер.
После того, как ученые выделили спектральную сигнатуру повреждения дикамбой в соевых бобах, команда расширяет масштабы. Они работают над анализом спутниковых снимков, чтобы обнаружить повреждения на более широких участках Среднего Запада США. С небольшой настройкой они думают, что смогут обнаружить повреждения и у других видов.
«То, что мы узнали здесь, безусловно, может быть использовано для разработки протокола для дронов, чтобы летать и обнаруживать снос. Но мы всегда знали, что будем масштабироваться и использовать многоспектральные датчики для понимания более крупных закономерностей по всему ландшафту», - сказал Керр.
Исследователи утверждают, что беспилотные летательные аппараты и, в конечном итоге, спутниковые инструменты могут дать возможность производителям и политикам лучше защищать чувствительные растения.
«Многие производители устают, подавая жалобы и не видя никакой реакции. А городские сообщества спрашивают: «Что происходит с моими деревьями или декоративными растениями в моем дворе?» Для нас, как ученых государственного сектора, крайне важно выяснить масштабы этой проблемы, используя данные исследований», - добавил соавтор Марти Уильямс, адъюнкт-профессор в области растениеводства.
«Мы не пытаемся навязывать какую-либо программу или принимать чью-либо сторону. Мы просто задаем вопрос, находим ответ и делимся им. Я думаю, это прекрасный пример того, что такое исследования в государственном секторе», сказал Уильямс.
Источник: College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences at the University of Illinois Urbana-Champaign. Автор: Лорен Куинн.
На заглавном фото – листья сои, поврежденные дикамбой. Автор фото: Аарон Хагер.
