Une méthode prometteuse pour évaluer l'activité photosynthétique consiste à mesurer la fluorescence de la chlorophylle induite par le soleil, un sous-produit de la photosynthèse qui peut être détecté à partir de capteurs au sol ainsi que de satellites dans l'espace.

Une étude dirigée par Genghong Wu, titulaire d'un doctorat. Un étudiant conseillé par Kaiyu Guan, directeur de l'Agroecosystem Sustainability Center (ASC), et ses collègues ont utilisé des instruments au sol pour mesurer la fluorescence de la chlorophylle (SIF) induite par le soleil rouge lointain et divers indices de végétation (VI) qui reflètent la santé et l'activité des plantes. Il a compilé 15 années-site de données SIF et VIs provenant de diverses cultures (maïs, soja et miscanthus) sur une période de six ans (2016-2021) dans la ceinture de maïs des États-Unis (Illinois et Nebraska).

L'étude est publiée dans la revue Scientific Data .

"Les tours de covariance de Foucault sont actuellement la référence en matière de mesure de la photosynthèse de la canopée", a expliqué Wu. "Cependant, ils sont coûteux et sont répartis sur des sites limités à travers le monde. Le SIF par satellite peut nous fournir des données spatialement continues. Cependant, l'utilisation complète du SIF par satellite pour la surveillance de la photosynthèse nécessite une compréhension mécaniste de la relation entre les deux."

Cet ensemble de données complet fourni dans cette étude peut être utilisé pour mieux comprendre la relation mécanistique entre le SIF rouge lointain et la photosynthèse au niveau de la canopée. Cette relation est essentielle pour interpréter avec précision les lectures SIF, qu'elles proviennent d'observations au sol ou d'images satellite.

Il est important de noter que l’étude fournit un ensemble de données robuste qui peut servir de référence pour valider les produits satellite SIF, qui sont de plus en plus utilisés pour surveiller les systèmes agricoles mondiaux et le cycle du carbone. De plus, l'ensemble de données peut être utilisé pour améliorer les modèles permettant de prédire le rendement des cultures et d'évaluer la santé des plantes à grande échelle, contribuant ainsi à des pratiques et politiques agricoles plus éclairées.

Dans cet article, les scientifiques ont décrit comment ils ont construit le réseau et une description de l'ensemble de données. L'article comprend des détails sur l'instrumentation, le traitement des données et les applications potentielles.

"Nous sommes l'un des premiers groupes au monde à développer un tel réseau pour les mesures SIF à long terme, cela remonte à 2016", a commenté Guan.

"L'un de nos objectifs était de fournir aux chercheurs une application plus large de cet ensemble de données", a noté Wu. "Ainsi, cet article fournit une description détaillée de la manière dont nous avons collecté, traité et indirectement validé les ensembles de données et quelles sont les applications potentielles des données."

Wu souligne également que même si de nombreux chercheurs collectent des données SIF et de photosynthèse, il n'existe pas de méthode standard pour le faire.

« Les gens ont collecté et traité les données du SIF de différentes manières », a expliqué Wu. "Il existe plusieurs systèmes avec des conceptions d'instrumentation différentes. Nous avions besoin d'un enregistrement détaillé de nos systèmes et de leur configuration pour, espérons-le, être utiles pour établir la norme de collecte et de traitement de ces données à l'avenir. "

"Nous avons décidé d'être transparents avec notre méthode afin que d'autres puissent avoir confiance en la fiabilité de nos données", a déclaré Wu. "Ils peuvent également désormais utiliser nos données SIF pour assimiler les modèles de surface terrestre afin d'estimer le cycle du carbone ou le cycle de l'eau en plus de l'estimation de la photosynthèse et de la détection des stress."