Получение в области дистанционного зондирования от Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне предоставляет научно обоснованный инструмент для точного обнаружения и передачи информации о ущербе урожаю в масштабе поля, что уменьшает человеческий фактор и предвзятость.
Этот инструмент, к которому исследователь и специалист по сое Аарон Хагер призывал с тех пор, как в 2016 году на рынке США появились устойчивые к дикамбу ГМО соевые бобы, а также сопровождавший их рост использования гербицида дикамбы и нецелевого ущербa.
«Мы устраивали ежегодные телеконференции с Агентством по охране окружающей среды, где они расспрашивали нас о масштабе ущерба и влиянии изменений в маркировке. Они опирaлись на жалобы о неправильном использовании пестицидов, однако существует множество факторов, влияющих на решение человека подать жалобу», – сообщает Хагер, профессор кафедры растениеводства и специалист по распространению знаний в Университете Иллинойса; оба подразделения входят в состав Колледжа сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук этого университета.
«Последний раз, когда мы общались в 2020 году, у нас так и не было возможности количественно определить масштабы происходящего. Но теперь мы на верном пути», – отмечает он.
Хагер и его коллеги настроили сложные камеры на дронах для обнаружения повреждений на уязвимых участках сои, обработанных дозами дикамбы, равными одной десятой, одной третьей, одной тысячной и одной трехсотой от рекомендованной. Эти дозы представляют воздействие от паров дикамбы на одном конце и дрейф частиц на другом.
После пролета дронов над полями и оценки ущерба команда опубликовала результаты в журнале Pest Management Science.
«Мы нацелены на способность разграничивать повреждения, вызванные дыханием дикамбы на уровне одной десятитысячной, от необработанных или устойчивых к дикамбе участков сои, и у нас это получилось», – говорит первый автор исследования Дилан Керр, аспирант по растениеводству.
Впервые команда продемонстрировала, что признаки можно выявить через восемь дней после воздействия, даже на самом низком уровне. Признаки, оцениваемые с применением установленной ранее стандартизированной шкалы, нарастали с ростом доз дикамбы и со временем. Хотя ни одна из доз не была достаточно сильной, чтобы уничтожить чувствительные к дикамбе растения сои, все обработанные участки показали ухудшение признаков к 29-му дню.
«Мы используем датчики для обнаружения того, что невидимо человеческому глазу. Я имею в виду, мы все знакомы с изогнутой в чашку соей после дыхания дикамбы, но не всегда знаем, когда это произошло. Теперь у нас более точное представление», – говорит Хагер.
Определив спектральный отпечаток повреждений дикамбой на соевых бобах, исследователи расширяют масштаб. Они работают над анализом спутниковых снимков для обнаружения ущерба на более крупных участках в Центральном Западе США. После небольших настроек они уверены, что смогут обнаружить ущерб и на других культурах.
«Информация, полученная нами здесь, может послужить основой для разработки протокола применения дронов для обнаружения ущерба. Мы всегда знали, что будем масштабировать и использовать многоспектральные датчики для понимания широкомасштабных тенденций по всему региону», – отмечает Керр.
Исследователи подчеркивают, что беспилотные летательные аппараты и, в конечном счете, космические инструменты могут предоставить возможность производителям и законодателям эффективно защищать чувствительные культуры.
«Многие производители устали подавать жалобы, не видя реакции. А городские общины задают вопрос: "Что происходит с моими деревьями или растениями в моем саду?" Для нас, в качестве ученых публичного сектора, крайне важно раскрыть масштабы этой проблемы, опираясь на данные исследований», – добавляет соавтор Марти Уильямс, преподаватель по растениеводству.
«Мы не стремимся навязывать какие-либо программы или занимать какую-либо позицию. Мы просто задаем вопрос, находим ответ и делаем его общедоступным. Я полагаю, это отличный пример исследований в сфере публичных наук», говорит Уильямс.
Источник: Колледж сельскохозяйственных, потребительских и экологических наук Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне. Автор: Лорен Куинн.
На главном фото – листья сои, поврежденные дикамбой. Фото: Аарон Хагер.
