Vihreävalo

greenlight-leafProjekti ”Kustannustehokkaat menetelmät kasvillisuuden elinvoiman ja tuottavuuden arvioimiseksi suuressa mittakaavassa: sidosryhmien osallistaminen ja pilottikokeet” eli ”Vihreävalo” on kaksivuotinen hanke (lokakuu 2016 – syyskuu 2018). Hanke on saanut Suomen Akatemian kärkihankerahoituksen. Tavoitteena on selvittää, miten kasvillisuuden tilaa voidaan seurata suuressa mittakaavassa kehittyneiden optisten indeksien avulla (klorofyllifuoresenssi ja kasvillisuuden heijastuvuus). Tarkoitus on löytää näitä menetelmiä soveltamalla uusia ja kustannustehokkaita keinoja kasvillisuuden hallintaan.

Väestönkasvu ja urbanisoituminen asettavat yhteiskunnille suuria haasteita. Ruoantuotantoa täytyy pystyä kasvattamaan kestävällä tavalla, esimerkiksi veden ja ravinteiden sekä kasvinsuojeluaineiden käyttöä optimoiden. Ilmansaasteiden ja kaupungistumisen aiheuttamat stressit ja muutokset kasvillisuuden toiminnassa haittaavat viheralueiden ja puistojen virkistyskäyttöä. Nämä ongelmat edellyttävät uusia ja kustannustehokkaita keinoja kasvillisuuden terveydentilan arvioimiseksi.

Miehittämättömillä lennokeilla ja hyperspektraalisilla kuvantamisjärjestelmillä pystytään helposti ja nopeasti saamaan yksityiskohtaista tietoa kasvillisuuden tilasta ja kunnosta laajoilla alueilla. Optisia indikaattoreita, kuten vihreyden mittausta (esim. klorofyllin mittaus), käytetään tarkkuusviljelyssä esimerkiksi kasvuston biomassan tai typpipitoisuuden arviointiin. Kasvuston vihreyden muutokset (esim. sairaiden lehtien kellastuminen) osoittavat kuitenkin vain kasvien hitaita reaktioita stressiin, mikä rajoittaa niiden soveltuvuutta kasvillisuuden seurantaan. Hyperspektristen järjestelmien avulla kasvillisuudesta voidaan havainnoida paljaalle silmälle näkymättömiä optisia signaaleja, kuten auringon indusoimaa klorofyllifluoresenssia (solar-induced chlorophyll fluorescence, SIF) tai fotokemiallista heijastavuusindeksiä (photochemical reflectance index, PRI). Toisin kuin vihreyden mittaus, SIF ja PRI reagoivat välittömästi kasvin fysiologiseen tilaan, mikä tekee näistä indikaattoreista erityisen hyvin soveltuvia stressin havaitsemiseen jo ennen kuin se on silmällä nähtävissä. Tätä voidaan käyttää lannoituksen, kastelun ja torjunta-ainekäsittelyjen optimoinnissa. Vaikka SIF ja PRI ovat lupaavia menetelmiä, niitä käytetään edelleen lähinnä tutkimuksessa, pääsiassa siksi, että mittausten tulkinta on vaikeaa.

Tässä hankkeessa hyödynnetään tutkimusryhmämme olemassa olevia malleja ja osaamista ja arvioidaan SIF- ja PRI-menetelmien soveltuvuutta ja kustannustehokkuutta kasvillisuuden tilan seurannassa suuressa mittakaavassa. Olemme tunnistaneet sopivia pilottikohteita ja -tapauksia yhdessä loppukäyttäjien ja muiden sidosryhmien kanssa. Menetelmiä testataan tosielämän pilottikohteissa sekä kaupunkien viheralueilla että maanviljelyssä. Sidosryhmät ja loppukäyttäjät soveltavan tutkimuksen, teollisuuden, palvelujen ja maatalouden sektoreilta sekä viheralalta ovat hankkeessa mukana.

Budjetti: noin 300 000 €