В новых исследованиях ученые обнаружили инфекцию в виноградных лозах Каберне Совиньон за год до того, как у них появились симптомы, видимые человеческому глазу.
Плесень, бактерии, загнивающие корни, вирусы и другие патогены растений ежегодно уничтожают от 15 до 30% мировых урожаев. Раннее выявление может сделать сократить разницу между неудачным урожаем и поддающимся лечению.
Исследовательская группа хотела посмотреть, могут ли они помочь производителям выявлять инфекции в основном распространяемые насекомыми GLRaV-3 на ранней стадии, используя машинное обучение и воздушный спектрометр НАСА следующего поколения (AVIRIS-NG).
Оптический датчик прибора, который регистрирует взаимодействие солнечного света с химическими связями, использовался для измерения и мониторинга таких опасностей, как лесные пожары, разливы нефти, парниковые газы и загрязнение воздуха, связанные с извержениями вулканов.
«Как и у людей, больные растения могут не проявлять внешние симптомы сразу, что делает раннее выявление самой большой проблемой, стоящей перед производителями», — сказал Голд, доцент Корнельского университета. В случае вируса скручивания листьев виноградной лозы может пройти до года, прежде чем лоза выдаст явные признаки инфекции, такие как обесцвеченная листва и чахлые плоды. Тем не менее, на клеточном уровне стресс идет полным ходом до этого, изменяя то, как солнечный свет взаимодействует с растительными тканями.
AVIRIS-NG установленный на самолете наблюдал примерно за 11000 акров виноградников в Лоди, штат Калифорния. Регион, расположенный в самом сердце Центральной долины Калифорнии, является крупным винодельческим производителем винограда премиум-класса в штате.
Команда ввела наблюдения в компьютерные модели, которые они разработали и обучили, чтобы различать инфекцию с воздуха.
Тем временем на земле, чтобы помочь проверить результаты, сотрудники отрасли исследовали более 300 акров виноградников на предмет вирусных симптомов, собирая образцы виноградной лозы для молекулярного тестирования.
Исследователи обнаружили, что они смогли дифференцировать неинфицированные и зараженные лозы как до, так и после того, как у них появились симптомы, причем наиболее эффективные модели достигли точности 87%.
Ученые считают, что это наступают новые времена для дистанционного зондирования и обнаружения болезней растений из космоса.
«То, что мы сделали с этим исследованием, нацелено на один район Калифорнии для одного заболевания», — сказал соавтор Райан Павлик, технолог-исследователь JPL. «Конечное видение, которое у нас есть, заключается в том, чтобы сделать это по всей планете для многих болезней сельскохозяйственных культур и для производителей во всем мире».