Estudio sobre las Respuestas Fisiológicas Fotosintéticas de la Col China Joven (L.) en Invernadero Afectadas por Material Particulado Basado en Análisis Hiperespectral
Autores: Kong, Lijuan; Gao, Siyao; Qiao, Jianlei; Zhou, Lina; Liu, Shuang; Yu, Yue; Yu, Haiye
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio sobre las Respuestas Fisiológicas Fotosintéticas de la Col China Joven (L.) en Invernadero Afectadas por Material Particulado Basado en Análisis Hiperespectral
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Material particulado
Invernadero
Fotosíntesis
Características espectrales
Tasa neta de fotosíntesis
Respuestas fisiológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Las partículas en suspensión afectan tanto el entorno lumínico como la calidad del aire en los invernaderos, obstruyendo el intercambio normal de gases y dificultando actividades fisiológicas eficientes como la fotosíntesis. Este estudio se centró en el repollo chino joven (L.) en un invernadero durante la cosecha, monitoreando y comparando información hiperespectral, tasa fotosintética neta y estructura foliar microscópica bajo dos condiciones: un ambiente de partículas en suspensión artificial cuantitativa y un ambiente saludable. Basado en resultados microscópicos combinados con respuestas espectrales y cambios en la información fisiológica fotosintética, se cree que las partículas en suspensión entran en las células vegetales a través de los estomas. A través de vías de retención y transporte, interrumpen la estructura de la membrana, los orgánulos y otros componentes de las células vegetales, resultando en efectos adversos sobre las funciones fisiológicas de la planta. El estudio analizó los mecanismos por los cuales las partículas en suspensión influyen en la fotosíntesis, características espectrales y respuestas fisiológicas del repollo chino joven. Se utilizaron el Índice de Reflectancia Fisiológica (PRI), el Índice de Relación de Absorción de Clorofila Modificado (MCARI), la posición del borde rojo espectral (r) y bandas espectrales sensibles como variables de características espectrales. A través de un polinomio cúbico y 24 combinaciones de métodos de preprocesamiento y modelado espectral, se estableció un modelo de inversión de características espectrales y tasa fotosintética neta. La combinación óptima de métodos de preprocesamiento y modelado espectral fue finalmente seleccionada como SG + SD + PLS + MSC, que consiste en suavizado de Savitzky-Golay (SG), segunda derivada (SD), mínimos cuadrados parciales (PLS) y corrección de dispersión multiplicativa (MSC). El coeficiente de determinación (R) del modelo es 0.9513. Los resultados indican que las partículas en suspensión afectan la fotosíntesis de las plantas. El método de combinación SG + SD + PLS + MSC es relativamente ventajoso para procesar la información fisiológica espectral fotosintética de las plantas bajo la influencia de partículas en suspensión. Los resultados de este estudio profundizarán la comprensión de los mecanismos por los cuales las partículas en suspensión afectan a las plantas y proporcionarán una referencia para la inversión de información fisiológica de los vegetales de invernadero bajo la contaminación por partículas en suspensión.
Descripción
Las partículas en suspensión afectan tanto el entorno lumínico como la calidad del aire en los invernaderos, obstruyendo el intercambio normal de gases y dificultando actividades fisiológicas eficientes como la fotosíntesis. Este estudio se centró en el repollo chino joven (L.) en un invernadero durante la cosecha, monitoreando y comparando información hiperespectral, tasa fotosintética neta y estructura foliar microscópica bajo dos condiciones: un ambiente de partículas en suspensión artificial cuantitativa y un ambiente saludable. Basado en resultados microscópicos combinados con respuestas espectrales y cambios en la información fisiológica fotosintética, se cree que las partículas en suspensión entran en las células vegetales a través de los estomas. A través de vías de retención y transporte, interrumpen la estructura de la membrana, los orgánulos y otros componentes de las células vegetales, resultando en efectos adversos sobre las funciones fisiológicas de la planta. El estudio analizó los mecanismos por los cuales las partículas en suspensión influyen en la fotosíntesis, características espectrales y respuestas fisiológicas del repollo chino joven. Se utilizaron el Índice de Reflectancia Fisiológica (PRI), el Índice de Relación de Absorción de Clorofila Modificado (MCARI), la posición del borde rojo espectral (r) y bandas espectrales sensibles como variables de características espectrales. A través de un polinomio cúbico y 24 combinaciones de métodos de preprocesamiento y modelado espectral, se estableció un modelo de inversión de características espectrales y tasa fotosintética neta. La combinación óptima de métodos de preprocesamiento y modelado espectral fue finalmente seleccionada como SG + SD + PLS + MSC, que consiste en suavizado de Savitzky-Golay (SG), segunda derivada (SD), mínimos cuadrados parciales (PLS) y corrección de dispersión multiplicativa (MSC). El coeficiente de determinación (R) del modelo es 0.9513. Los resultados indican que las partículas en suspensión afectan la fotosíntesis de las plantas. El método de combinación SG + SD + PLS + MSC es relativamente ventajoso para procesar la información fisiológica espectral fotosintética de las plantas bajo la influencia de partículas en suspensión. Los resultados de este estudio profundizarán la comprensión de los mecanismos por los cuales las partículas en suspensión afectan a las plantas y proporcionarán una referencia para la inversión de información fisiológica de los vegetales de invernadero bajo la contaminación por partículas en suspensión.