Дроны уже готовы вылететь на защиту американских соеводов от сноса дикамбы. Благодаря новому исследованию они могут обнаруживать едва заметные повреждения соевого полога от дикамбы при одной десятитысячной от нормы гербицида на этикетке в имитации сноса паров гербицида через восемь дней после его применения.
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.