NordForsk: Upscaling crop performance monitoring by linking satellite and field biosignatures

Klimaendringer er en stor utfordring for landbruket globalt. Samtidig må landbruket stå for matproduksjon til den voksende befolkning. Alt tyder på at Nord-Europa vil ha en viktigere rolle i fremtidens matproduksjon og det er derfor viktig å forstå hvordan de forskjellige vekster kan tilpasses klimaendringene. Prosjektet UPSCALE har fokus på klimatilpasning innen nordisk planteproduksjon ved å følge plantens utvikling nede på bakken og å registrere utvikling av eng i større skala ved hjelp av satelitter og fjernmåling. Prosjektet vil sette søkelys på å avdekke sammenhengen mellom enkeltplanter til større landbruksområder for å sikre at bedre og mer nøyaktig informasjon kan fås fra satellittbilder. I konsortiet skal nordisk-baltiske akademiske institusjoner i Sverige, Finland, Norge og Litauen sammen drive forskning og teknologisk utvikling. De norske partnere, UiT Norges Arktiske universitet og Norsk Institutt for bioøkonomi (NIBIO) vil bidra til de planlagte feltforsøkene i norsk Arktis med å måle vekst og kvalitet hos timoteigras, rødkløver og potet, og knytte resultatene til spektralsignaturer samlet inn fra satellitt. De norske partnerne har også ansvaret for vekstforsøk under kontrollerte forhold i klimalaboratorium i Tromsø hvor de samme vekstene blir testet under nåværende og fremtidige predikerte temperaturer. Resultater fra dette prosjektet vil være nyttige for norsk landbrukssektor som et bidrag til et mer klimarobust landbruk ved hjelp av fjernmåling og forbedret modellering.

Changing climate and degrading agricultural land are global challenges for agriculture. These pressing issues will increase the pressure on agriculture providing food for world population. The Nordic-Baltic region is predicted to encounter larger changes than the global average in temperature and precipitation due to climate change, which will affect the agricultural production. Automatized monitoring of the crop performance out in the field can be utilized for measuring different agricultural traits such as yield, but to be truly efficient it needs to be upscaled and cover large areas. This can only be done by remote sensing by satellites which is a rapidly expanding technology with increased precision. For this we need to know more about the links between the different spatial levels of crop monitoring from the single plants via the field to the level of satellites monitoring large agricultural areas. The UPSCALE project will ensure that better and more accurate information can be obtained from satellite imaging. In the UPSCALE consortium, Nordic-Baltic academic institutions (SLU, LAMMC, UH, UiT and NIBIO) are joining forces to conduct research and technological development. The Norwegian partners will contribute to the planned field experiments in the Arctic Norway with analysing growth and quality of forages timothy and red clover, and potato compared to the spectral signatures collected from satellite (WP2, WP3). They also are responsible of controlled growth experiments at the Climate laboratory in Tromsø, in which the same crop plants will be grown under different temperature conditions mimicking the predicted temperature changes (WP4). The results of all experiments will be integrated in WP5. The project will benefit Nordic and Baltic agriculture by mobilizing science and innovation capacity creating a more climate resilient agriculture with the help of remote sensing and improved crop modelling.