氣候變化帶來的不穩定的氣候條件導致整個作物季節的作物產量極不穩定，這造成了經濟損失。這些經濟和產量損失可以通過基于生物多樣性的更具復原力的農業生態系統得到緩解。從這個意義上講，在不同的環境條件下尋找可持續，有彈性且單產穩定的品種變得至關重要，尤其是在氣候變化的情況下。

作物表型目前正在尋找抗非生物和生物脅迫的改良基因型品種。因此，對環境的功能和產量響應的種內表征應該是作物育種和選擇計劃的關鍵方法。為此，必須以具有成本效益的方式并切實可行地進行作物表型和品種選擇。新技術的使用以及增強的農業生物多樣性為改善農業可持續性和作物對氣候變化的適應性提供了許多有前途的機會。

基于快速，可擴展和非侵入性技術的植物表型可以優化對環境的反應中品種間或基因型間變異性的評估。遙感技術與功能性植物建模一起，可以在廣泛的時空尺度上評估和分析關鍵功能性狀。從紅外熱像儀得出的某些熱指數，例如作物水分脅迫指數（CWSI），已被報告為植物表型分析的有效工具，涉及響應環境條件的植物水分關系。

圖為可視（RGB）圖像

大蒜在全球種植最多的蔥屬作物中排名第二，全球產量穩步增長，2018年達到2850萬噸（mt）。特別是在地中海地區，大蒜是一種分布廣泛的農作物，是地中海飲食中的重要元素，由于其具有生物活性成分而被認為是功能性食品。但是，在當前氣候變化的背景下，鱗莖形成對環境因素（例如缺水，高溫等）的高度敏感性正威脅著這一重要作物。地中海氣候的特點是季節性和年度間變化很大，干旱時期，干旱和熱浪的發生頻率很高。此外，在過去的幾十年中，極端氣候事件更加頻繁，并且在地中海地區預計還會增加。這給該地區當前和未來的灌溉資源帶來了額外的壓力。

在這些氣候情況下，對大蒜測溫以改良品種使其適應至關重要。然而，大蒜的育種受到以下事實的限制：大多數品種不育，并且系統發育和種子生產需要非常特殊的條件。在這種情況下，評估和了解大蒜對壓力環境條件的響應，對大蒜測溫，并了解已經存在的基因型的選擇對于適應未來與氣候變化有關的環境條件至關重要。評估品種間對水分利用的響應仍然很缺乏。在這方面，已經強調了在植物生長和對環境條件的產量響應模型中納入品種間變異性的需要。它將提高最大化產量的效率，并開發大蒜的有效緩解和適應工具。

圖為大蒜植物的紅外熱圖像

基于非侵入性方法（紅外熱像儀）評估壓力指數（CWSI），該方法將用于大蒜測溫管理。具體而言，將CWSI評估為潛在的有價值指標，該指標能夠評估球莖產量響應土壤水分梯度而產生的品種間變異性。分別評估了兩個連續預測因子（Cp），CWSI和土壤體積含水量（VWC），并評估了分類因子品種。對這些模型進行了測試，以確定在兩個不同的地點和不同的天氣條件下，三個實驗測定中五個大蒜品種對VWC梯度響應的變化性。

研究表明，對作物冠層溫度的監測可以作為對大蒜灌溉和作物管理中的土壤水分監測的有價值的補充。此外，研究證實了大蒜對水分利用敏感性的品種間變異性的存在。通常，水對環境的限制越多，球莖生物量生產上的品種間差異就越小。相反，在有利的環境下，品種間的差異更大。然而，非限制性環境下生產力最高的品種也表現出最陡的模型斜率，因此對水的敏感性也最高，這應在未來的減緩氣候變化選擇計劃中予以考慮。總體而言，使用紅外熱像儀對大蒜測溫，尤其是生成特定的熱指數，例如CWSI，可以成為在大蒜種植和品種選擇上的實際應用的有價值的工具。

參考文獻

álvaro Sánchez-Virosta and David Sánchez-Gómez. Thermography as a Tool to Assess Inter-Cultivar Variability in Garlic Performance along Variations of Soil Water Availability. Remote Sensing. 2020.