היי צמח איך אתה מרגיש הבוקר?

חקלאות מדייקת, רחפנים בשירות המדע, ולוויינים בחלל, מקבלים משמעות חזקה בפרויקט שצמח מתוך מחקרו של ד"ר עודד לירן-חוקר חישה מרחוק של פעילות פיזיולוגית בצמח וראש המעבדה לאגרופיסיקה, במחלקה למדעי הצמח במכון המחקר מיגל

המדד שפיתח ד"ר לירן, עוקב אחר קצב מעבר האלקטרונים ומאפשר לדעת באמצעות חישה מרחוק, כיצד מרגיש כל צמח, ומהווה נקודת מפנה לקידום המחקר הפוטוסינטטי היישומי בחקלאות, ובנוסף, תורם להגדלת יעילות ייצור המזון לאוכלוסייה הגדלה בקצב מהיר, וצפויה לגדול ב30% בעשרים שנה הקרובות.  החישוב של ד"ר לירן, מאפשר לחזות את כמות הפרי שניתנת למאכל מכל צמח, כמו כן ניתן לראות במהלך המחקר, שניסויים על צמח מסוג אחד אפשרו תחזית גם על צמחים מסוגים אחרים, בזכות השימוש במדדים הבודקים את פעילותו של תהליך בסיסי מאד ושמור באבולוציה של עולם הצומח.
במהלך הגשת הבקשה לרישום פטנט עבור הפיתוח של ד"ר לירן, הוא הופתע לגלות, כי אף חוקר בעולם, עדיין לא חשב על הפתרון קודם לכן במתכונת של האינדקס שפיתח.  
ד"ר לירן  סבור כי אחת הסיבות לכך היא,  שרוב המחקרים בתחום הפוטוסינתזה היישומית נותבו להנחת יסודות להבנה, כיצד פועלת המערכת הפוטוסינטטית של הצמח, ברמה התיאורטית, או ברמת העלה, ואילו במסגרת המחקר בתחום, טרם פותחו כלים למדידת הפרמטרים ברמה של צמחים שלמים, או בתנאים שאינם מבוקרים, כמו תהליכים שמתרחשים בשדה, ולכן, המחקר של ד"ר לירן מהווה פריצת דרך שפותחת פתח לתחום חדש בפוטוסינתזה יישומית.
פחמן הינו אחד האטומים הנפוצים על פני כדור הארץ והחשובים ביותר לחיינו, שכן הוא מהווה את השלד של כל החלבונים, השומנים והחומר הגנטי הבונים את גופינו. פחמן קיים גם כאטום חופשי באטמוספירה בצורת פחמן דו חמצני, או מומס בים כביקרבונט וצורונים נוספים. הפחמן הקיים על פני כדור הארץ, מאוחסן באדמה, בים או באורגניזמים,  משוחלף בין המאגרים השונים כל הזמן בצורה מעגלית; אנו נושמים חמצן ,ופולטים פחמן דו חמצני שבתורו נקלט על ידי הצמחים. הצמחים בונים ביומסה, ונאכלים על ידי אורגניזמים אחרים. שלדים של אורגניזמים כאלו הופכים, למשל, לשרשראות פחממניות ארוכות היוצרות את הנפט המוכר לנו, ממנו מייצרים דלק. את הדלק הזה שורפים במפעלים על מנת להפעיל טורבינות והפחמן הדו חמצני משתחרר חזרה לאטמוספירה, וכך התהליך חוזר חלילה. למעשה, אם נחשוב על כך, נשימה תאית וקיבוע פחמן דו חמצני אטמוספרי לסוכרים הינם שני התהליכים המרכזיים המהווים את "המנוע" של מעגל הפחמן, כאשר קיבוע פחמן דו חמצני לתרכובות סוכריות מתבצע לחלוטין רק על ידי צמחים, והביומסה שלהם מנוצלת על ידי האדם למזון, סיבים ודלקים. לכן חשוב להבין ולנצל את הפוטוסינתזה כתהליך ביולוגי, על מנת לאפשר את שרידותו של המין האנושי.  
על אף המידע הרב שיש במחקר, גם ברמה המולקולרית, ברמת מבנה החלבונים, ברמה הפיזיולוגית של הצמח וגם ברמה האקולוגית, חסר במחקר מידע על האופן שבו משתנה הפוטוסינתזה במרחב, לדוגמה בשדה חקלאי, וזאת, כיוון  שהמכשירים שעימם אנו מודדים פוטוסינתזה יכולים למדוד אותה בשתי רזולוציות מרחביות: א. ברמת עלה בודד- לא ניתן להשליך מעלה אחד על עלה אחר באותו צמח, או עלה אחר בצמח אחר בשדה נתון; ב. ברמה גלובלית – ניתן למדוד פוטוסינתזה באמצעות לוויינים היכולים לחוש פוטוסינתזה בחישה מרחוק אבל ברזולוציה מרחבית  נמוכה מאד. 30 ק"מ על 240 ק"מ לפיקסל בודד –זהו תא שטח ששטחו כמישור החוף. וכל זה הוא פיקסל יחיד עם ערך ממוצע כולל של פוטוסינתזה מכל הצומח בסביבה, גם יערות טבעיים וגם שטחים חקלאיים. כך שאם המחקר יתבקש לנתוני מדידה משדה חקלאי כזה או אחר, או מאזורים בתוך השדה, כולל האופן שבו כל צמח מבצע פוטוסינתזה, כמותית ואיכותית, החוקרים יידרשו להשתמש בכלים אחרים, שאינם קיימים עדיין, יהיה עליהם להשתמש בדמיונם ולהמציאם.
באופן עקרוני המדע מספק מודלים חישוביים, הבנויים על שנים של תצפיות ואנליזות ביוכימיות אבל מתייחס רק לדגימות צמח סטנדרטיות, ולכן מתייחס רק למצבו הכללי ביותר של הצמח. אין במודלים אילו התייחסות למקומות גיאוגרפיים שונים על פני כדור הארץ עם אקלים שונה בין נקודה לנקודה, או התייחסות לתגובת הצמח לחום או לעוצמות אור שונות. "מודל כזה אינו בנמצא, וזו מטרתי המרכזית במחקר הנוכחי, לפיה, יפותח מודל אינטגרטיבי שיגיע לכל נקודה בשדה, ויאפיין את הצמח בנקודה זו מבלי לגעת בו, אלא על-ידי חישה מרחוק, על-מנת להבין בדיוק מהו קצב היצרנות הראשונית של הצמח, ובעיקר מה הם הפרמטרים הפנימיים בצמח הקובעים את הקצב הזה, ומשם לחזות האם הטיפול שהחקלאי מקנה לשדותיו הוא היעיל ביותר, האם ניתן לחסוך בתשומות שהחקלאי משקיע בשדותיו, להגדיל את הפדיון עבור הגידול, או לכל הפחות לצמצם את ההפסדים הכספיים", אומר ד"ר לירן.

 על מנת לענות על שאלה זו יש צורך להשתמש במכשירים החדישים ביותר הקיימים היום, שיכולים מצד אחד לספק מידע על כל נקודה בשטח גיאוגרפי, מצד שני להקנות את כל המידע האפשרי על הצמח, ומצד שלישי להיות מספיק זולים כך, שכל חקלאי יוכל להשתמש בהם- אם כשירות, או מוצר, או כחלק ממחקר בו ניתן לקבל את המידע ממקומות שונים בעולם, שעל פיו אפשר יהיה לבנות את המודל האינטגרטיבי. מכשיר כזה קיים והוא נקרא ספקטרורדיומטר, אך למרות המחקר המעמיק עליו והשימושים הרבים בו, טכנולוגיית ההפעלה שלו וקריאת המידע שהמכשיר מייצר, עדיין בחיתוליה.
 ספקטרורדיומטר הינו מכשיר פסיבי הקולט אור באורכי גל רבים מאד. אור זה מוחזר לספקטרורדיומטר מאובייקטים שונים מעליהם הוא ממוקם, לדוגמא, צמח, אדמה, ים וכיוצא באלה. לכל מטרה יש ספקטרום החזרה משלה, שהוא ייחודי ומכיל את כל המידע האופטי של אותה המטרה. ככל שהספקטרורדיומטר רגיש יותר, כך המידע המופק ממנו רב יותר. רק לסבר את האוזן, הספקטרורדיומטרים הקיימים היום על לוויינים מכילים בין 11-23 אורכי גל בלבד ללוויין. החיישנים שד"ר לירן עובד עימם מכילים 1,000-2,000 אורכי גל כל אחד. כלומר, כמות המידע שניתן תיאורטית להפיק, עולה פי כמה סדרי גודל מהקיים היום בשוק. הסיבה שד"ר לירן משתמש בספקטרורדיומטר כה רגיש, היא בגלל שרק מכשיר זה יכול לזהות פעילות פוטוסינטטית. למעשה כבר כיום מכשירים מסוג זה נמצאים במחקר ופיתוח על מנת למצוא אינדקס (מדד), שיכול לספר לנו משהו על קצב היצרנות הראשונית של הצמח, קרי, כמה ביומסה הוא מייצר בכל רגע נתון.

"כל עוד אנו מנסים להבין מהו אותו קצב ברמה הגלובלית, יש התאמה כמעט מדוייקת בין מכשירי המדידה שלנו והפעילות הפוטוסינטטית. ככל שעולים ברזולוציה, הקשר בין יצרנות ראשונית ופעילות פוטוסינטטית נעלם, ובנקודה זו שאלתי את עצמי, איך יכול להיות שאין קשר בין הפעילות הפוטוסינטטית שאנו מודדים ברמה של צמח שלם לבין יצירת ביומסה? הרי ברמת עלה, אנחנו יודעים לקשר בין כמות הפעילות הפוטוסינטטית למשקלו הסופי של העלה, אז מה קורה במעבר מעלה לצמח שלם. זו הייתה יריית הזינוק של המחקר שלי במכון המחקר מיגל", אומר ד"ר לירן.
 כדי להבין את חשיבות הגילוי והפיתוח נדרש רקע קצר על התהליך הפוטוסינטטי; כאשר צמח קולט אור (אנרגיית השמש), הוא מבצע זאת בתחום רחב של אורכי גל בתחום הנראה בין 400 ל 700 ננומטר (כחול –אינפרה אדום). אין ניצול מקסימלי של האור, ליצירת תרכובות סוכריות. כ 15% נפלט מן הצמח בצורה של חום, ו5% נוספים בצורה של אור בתחום האינפרה-אדום (פלורסנציה).
בעוד שהחום שנפלט מקורו בתהליכים מבוקרים ביולוגית, הפלורסנציה הוא תהליך פסיבי, כלומר אור חלש שנפלט כל זמן שהמערכת פעילה. למעשה, זהו הסיגנל המרכזי שאותו חוקרי הפיזיולוגיה של הפוטוסינתזה מזהים וחוקרים.
האנרגיה שבסופו של תהליך, תנוצל ליצירת סוכרים על ידי הצמח, לא הופכת מיד לסוכר. ראשית היא מנוצלת ליצירת חומרים כימיים – עירור אלקטרונים ומעברם דרך שרשראות חלבונים אשר מייצרים מולקולות רבות אנרגיה ATP ומולקולות כימיות בעלות כוח חיזור רב NADPH. שתי תרכובות אילו מנוצלות ככוח כימי ליצירת תרכובות חדשות בכל תא בגוף של כל אורגניזם על פני כדור הארץ.
בצמח, ינוצלו שני חומרים אלו במעגל קלווין-בנסון-בסהם, לטובת קיבוע פחמן דו חמצני אטמוספרי לתרכובת אורגנית תלת פחממנית. כל שתי תרכובות כאלו, PhosphoGlycerate)) יוצרות מולקולה בודדת של גלוקוז – סוכר, ויחד עמה פרוקטוז וסוכרוז הן המולקולות המרכזיות שמרכיבות את הביומסה של הצמחים על פני כדור הארץ. באמצעות הפלורסנציה ונתונים נוספים על הצמח וסביבתו, חוקרים מסוגלים להעריך את קצב מעבר האלקטרונים בכל רגע נתון ברמת העלה, שהוא מדד לכימות קצב קיבוע הפחמן הדו חמצני לתרכובות אורגניות, ולכן מדד ליצרנות ראשונית של ביומסה.
"החידוש במחקר,  ולמעשה הפטנט שרשמנו במכון המחקר מיגל הוא, שכיום ניתן למדוד קצב מעבר אלקטרונים גם בחישה מרחוק, בהתאמה של – 99 אחוז, המהווה תקדים עולמי מהפכני. כאמור, בזמן רישום הפטנט גילינו שאף אחד בעולם לא חשב שמשהו כזה אפשרי, אבל עובדה, שהמחקר מוכיח שניתן למדוד במקדם התאמה מלאה את קצב מעבר האלקטרונים על פני צמח שלם, (לעומת מדידה של מספר עלים באותו הצמח באמצעות השיטה הקלאסית). לכן, ניתן כיום להעריך את קצב היצרנות הראשונית בכל נקודה בשדה, ממש כפי שרציתי, דמיינתי וחלמתי" אומר ד"ר לירן.  "השתמשתי בטריק של חוקרי פוטוסינתזה, הנקרא עקומות תגובה לאור. עָקוֹם תְגוּבָה לְאוֹר של כל צמח על פני כדור הארץ מחולק לשלושה חלקים– הַחֶלֶק תְלוּי הָאוֹר, בו ככל שהצמח נחשף ליותר אור, כך המערכות הפוטוסינטטיות שלו פעילות יותר, הַחֶלֶק תְלוּי פְּעִילוּת קִיבּוּעָ פָּחְמָן דוּ חָמְצָנִי, בו לא משנה כמה אור נוסיף, הצמח הגיע לרוויה בקליטת אור ולכן נראה קו מאוזן לציר איקס (פלטו), וְהַחֶלֶק בּוֹ קָיָים "מַעְצוֹר אוֹר" , בו יש יותר מדי אור שמביא לסגירת מערכות פוטוסינטטית, כאקט הגנתי ואז ירידה/דעיכה בקצב הפעילות. כלומר, כֹּל עוֹד מְדוּבָּר בָּחֶלֶק תְלוּי הָאוֹר (החלק הראשון), הצמח למעשה מבצע פוטוסינתזה בצורה היעילה ביותר ללא הפסדים אנרגטיים. עכשיו רק נותר לחשוב ולבנות ניסוי שבו ניתן למדוד את התחום הזה בלבד, ולעשות את זה עם שני סוגי המדידות במקביל – האחת על העלה והשנייה על פני כל הצמח. בחרתי לעבוד בחורף, בתנאי חממה עם רשת צל שמפחיתה את עוצמת האור היומית לרבע מהאור המלא מחוץ לחממה. כך למעשה, כשמדדנו לאורך מחצית היום מזריחה ועד הצהריים, קיבלנו עקומים ישרים בשתי השיטות, כך שניתן היה להשוות ולתקן אותם ולהגיע למקדם ההתאמה הרצוי" מסביר ד"ר לירן.
 כעת יש אינדקס חדשני, והוא כמובן פטנט רשום. אבל מה הוא באמת אומר? והאם הוא נכון לכל צמח ולכל תנאי אקלים?
 במהלך המחקר, שהתבצע בשטח, ד"ר לירן וצוותו יצאו לשדה תירס ודגמו את האינדקס על פני שטח של דונם (כ 3,000 צמחים בודדים) בשלושה מועדים  – בסוף התקופה הווגטטיבית שבה הצמח הצעיר למעשה מסיים את גדילתו, ומפנה את כל האנרגיה והמשאבים ליצירת קלחי התירס, באמצע התגובה הרפרודוקטיבית – בה קלחוני התירס קטנים ומתחילים להתפתח, ובתום תקופת הגידול כעשרה ימים לפני הקציר. לאחר הקציר, נמדד משקלם הכולל של הצמחים וכן משקלם של הקלחים בלבד, ונערכה השוואה בין התוצאות מהשטח לבין התוצאה באינדקס החדשני שפותח, ולאינדקסים נוספים הידועים בספרות לחישה מרחוק של הצמח.
 "גילינו שהאינדקס שפיתחנו, יכול לחזות ברווח בר סמך סביר, את משקל הקלחים בסוף העונה, אך לא את משקלם הכולל של הצמח והקלח. זו בשורה נהדרת לחקלאי ! שכן, במדידה שתתבצע חודש לאחר נביטה, יהיה ניתן לומר מה צפי המשקל של הקלח בסוף העונה. זהו נתון חשוב, שכן משקל הקלח ונראותו, הם המדדים שעל פיהם החקלאי יכול לדעת, האם פרוטוקול הגידול שבחר, הוא נכון ולכן מידע זה הוא יקר מפז, מאחר ובמהלך החודש הראשון לאחר הנביטה, ניתן עדיין לשנות לקראת העונה הקרובה את פרוטוקול הגידול, לתקן חסרים בנוטריינטים בצמח, או לנסות ולשפר את תחזית היבול הסופי. כמובן, זו רק עדות ראשונה שהאינדקס שפיתחנו יכול למדוד ביומסה, זו הוכחה ראשונה שיש קשר שאותו אנו ממשיכים לחקור, בין האינדקס שפותח במיגל, לבין קצב יצרנות ראשונית" אומר ד"ר לירן.
 כשהבינו ד"ר לירן וצוות המחקר, שיש בידיהם מדד שמסוגל לאפשר אינדיקציה לגבי משקל הפרי באופן מדויק יותר, מאשר לגבי משקל הביומסה הכוללת, בחרו בפרי האבוקדו כנשוא המחקר הבא שלהם, שכן אבוקדו נחשב כעת בעולם כסופר-פוד  מבוקש ומאוד ריווחי למגדל,ולכן חשוב לגדל אותו בצורה נכונה.  אנשי המחקר והפיתוח בבתי האריזה והחקלאים המגדלים, הבינו שהידע על זמני הקטיף, הבשלת הפרי וחיזוי כמות הפרי בכל מטע ומטע הינם נושאים רגישים הטעונים שיפור משמעותי. כיום הם מתבצעים על ידי מדריכים מיומנים, אך יש מרווח רב של טעויות, שכן המדריכים לא יכולים לעבור בכל המטע ולבחון כל עץ,  ולכן שיפור הפחת בבתי האריזה אפילו בעשרה אחוזים יחסוך עלויות רבות וייצר רווח נאה לתחום כולו.
 כאשר הציעו את המחקר למשרד החקלאות ופיתוח הכפר במסגרת הקול הקורא למחקר יישומי והעברת ידע מן האקדמיה לתעשייה, בנו את ההיפותזה על סמך מאמר משנות ה-90 של המאה העשרים, של חוקרים מארצות הברית, שמדדו עלים של עץ פרי אחר (אפרסק) לאורך עונת הגידול שלו ומצאו קשר בין תאריך הקטיף והדינמיקה של משקל העלה לאורך העונה. לכן, הציעו לעקוב אחר הדינמיקה הזו בחישה מרחוק עם האינדקס החדשני שפותח במכון המחקר מיגל, ואינדקסים נוספים וכך ינסו לחזות שתי מטרות: א. מהו המועד הנכון לקטיף הפרי? ב. מה יהיה המשקל הממוצע של כמות הפירות לעץ בעת הקטיף?
לצורך ההצעה, חבר ד"ר עודד לירן לחֶבְרָת הַסְטָארְט-אַפּ קוּלוֹגו  הישראלית, המפתחת טיסנים הנושאים משקל רב ועפים זמן רב באוויר, ועובדת בעיקר עם משרד הביטחון, מתוך ראייה שיהיה שימוש נרחב לטיסן כזה על פני שטחים נרחבים של מטעי אבוקדו. הָהַצָעָה הוגשה למסלול תֶיבַת נוֹח- שימוש בטכנולוגיות צבאיות לפיתוח החקלאות במגזר העסקי, וזכתה למימון המדען הראשי של משרד החקלאות ,וכעת מקיימים מחקר מֵקִיף תלת שנתי על מנת לבדוק האם נצליח לענות על מי משתי השאלות הללו. בר צימרמן, מנהל הפיתוח העסקי של חברת קולוגו מערכות אומר :"בטיחות, זמן וטווח טיסה, אילו האורים ותומים של שוק הרחפנים. פתרון שממקסם את המרכיבים הללו, נותן ערך יוצא דופן ללקוחות המונעים מיעילות וביטחון במשימתם. זה בדיוק מה שאנו עשינו בקולוגו, בזכות פטנט פורץ הדרך שלנו "הקנף החופשית", הרחפנים שפיתחנו מספקים פי חמש זמן טיסה ובטיחות חסרת תקדים. מזה מספר שנים הרחפנים הוכיחו את ערכם באלפי משימות ובמגוון רחב של לקוחות. ההשתתפות של קולוגו בפרויקט עם מכון המחקר מיגל מביאה זווית חדשה ואיכותית לחקלאות, ומאפשרת תובנות רבות ערך לחקלאים ולמדע". לסיכום, חישה מרחוק של פעילות פוטוסינטטית אפשרית היום מרחפנים, טיסנים, מטוסים ולוויינים. עם זאת, אינדקס המבוסס על סיגנל זה, המסוגל להעריך כמות פירות על עץ ואיכותם, אינו בנמצא ומכון המחקר מיגל בראשות קבוצת המחקר שאותה מנהל ד"ר לירן, חלוצים בתחום מדידה זה. האינדקס שפותח עוקב במקדם התאמה של 99 אחוזים אחרי קצב מעבר אלקטרונים בחישה מרחוק, אחר פעילות של כל צמח וצמח בתוך שטחים חקלאיים, ובכך מהווה נקודת מפנה משמעותית לקידום המחקר הפוטוסינטטי היישומי בחקלאות. בניסויים ראשוניים שנערכו  עם האינדקס נראה שהוא חוזה טוב יותר את תפוקת הצמח בהקשר של פרי, לעומת תפוקת הצמח באופן כללי ובריאותו של הצמח, וד"ר לירן נושא תקווה שעם התפתחות המחקר ואפיון צמחים נוספים ניתן יהיה לאשש ולבסס את המידע שברשותם ואת האינדקס שפיתחו במכון המחקר מיגל.  כאמור כיום, אין בנמצא ספקטרו-רדיומטר ברמת רגישות מספיקה על לוויינים, ואולם בשנת 2023 תשגר סוכנות החלל האירופית את הלוויין   Fluorescence Explorer FLEX, שיהיה עליו ספקטרו-רדיומטר בעל רזולוציה מרחבית וספקטרלית גבוהות, והלוויין ינוע במקביל ללווייני מחקר שכבר מצויים בחלל (תוכנית Sentinel, גם היא של האיחוד האירופי). "כאשר הלוויין יתחיל בפעילותו, ניתן יהיה לבחון את השיטה שהמצאתי ואת המדדים שפיתחתי עם צוות המחקר גם מהחלל ברזולוציה הנדרשת של שדות בודדים ברחבי העולם כולו." אומר ד"ר לירן, מהמעבדה לאגרופיסיקה במכון המחקר מיגל.  המדדים שעל פיהם החקלאי יכול לדעת, האם פרוטוקול הגידול שבחר, הוא נכון ולכן מידע זה הוא יקר מפז, מאחר ובמהלך החודש הראשון לאחר הנביטה, ניתן עדיין לשנות לקראת העונה הקרובה את פרוטוקול הגידול, לתקן חסרים בנוטריינטים בצמח, או לנסות ולשפר את תחזית היבול הסופי. כמובן, זו רק עדות ראשונה שהאינדקס שפיתחנו יכול למדוד ביומסה, זו הוכחה ראשונה שיש קשר שאותו אנו ממשיכים לחקור, בין האינדקס שפותח במיגל, לבין קצב יצרנות ראשונית" אומר ד"ר לירן.
 כשהבינו ד"ר לירן וצוות המחקר, שיש בידיהם מדד שמסוגל לאפשר אינדיקציה לגבי משקל הפרי באופן מדויק יותר, מאשר לגבי משקל הביומסה הכוללת, בחרו בפרי האבוקדו כנשוא המחקר הבא שלהם, שכן אבוקדו נחשב כעת בעולם כסופר-פוד  מבוקש ומאוד ריווחי למגדל,ולכן חשוב לגדל אותו בצורה נכונה.  אנשי המחקר והפיתוח בבתי האריזה והחקלאים המגדלים, הבינו שהידע על זמני הקטיף, הבשלת הפרי וחיזוי כמות הפרי בכל מטע ומטע הינם נושאים רגישים הטעונים שיפור משמעותי. כיום הם מתבצעים על ידי מדריכים מיומנים, אך יש מרווח רב של טעויות, שכן המדריכים לא יכולים לעבור בכל המטע ולבחון כל עץ,  ולכן שיפור הפחת בבתי האריזה אפילו בעשרה אחוזים יחסוך עלויות רבות וייצר רווח נאה לתחום כולו.
 כאשר הציעו את המחקר למשרד החקלאות ופיתוח הכפר במסגרת הקול הקורא למחקר יישומי והעברת ידע מן האקדמיה לתעשייה, בנו את ההיפותזה על סמך מאמר משנות ה-90 של המאה העשרים, של חוקרים מארצות הברית, שמדדו עלים של עץ פרי אחר (אפרסק) לאורך עונת הגידול שלו ומצאו קשר בין תאריך הקטיף והדינמיקה של משקל העלה לאורך העונה. לכן, הציעו לעקוב אחר הדינמיקה הזו בחישה מרחוק עם האינדקס החדשני שפותח במכון המחקר מיגל, ואינדקסים נוספים וכך ינסו לחזות שתי מטרות: א. מהו המועד הנכון לקטיף הפרי? ב. מה יהיה המשקל הממוצע של כמות הפירות לעץ בעת הקטיף?
לצורך ההצעה, חבר ד"ר עודד לירן לחֶבְרָת הַסְטָארְט-אַפּ קוּלוֹגו  הישראלית, המפתחת טיסנים הנושאים משקל רב ועפים זמן רב באוויר, ועובדת בעיקר עם משרד הביטחון, מתוך ראייה שיהיה שימוש נרחב לטיסן כזה על פני שטחים נרחבים של מטעי אבוקדו. הָהַצָעָה הוגשה למסלול תֶיבַת נוֹח- שימוש בטכנולוגיות צבאיות לפיתוח החקלאות במגזר העסקי, וזכתה למימון המדען הראשי של משרד החקלאות ,וכעת מקיימים מחקר מֵקִיף תלת שנתי על מנת לבדוק האם נצליח לענות על מי משתי השאלות הללו. בר צימרמן, מנהל הפיתוח העסקי של חברת קולוגו מערכות אומר :"בטיחות, זמן וטווח טיסה, אילו האורים ותומים של שוק הרחפנים. פתרון שממקסם את המרכיבים הללו, נותן ערך יוצא דופן ללקוחות המונעים מיעילות וביטחון במשימתם. זה בדיוק מה שאנו עשינו בקולוגו, בזכות פטנט פורץ הדרך שלנו "הקנף החופשית", הרחפנים שפיתחנו מספקים פי חמש זמן טיסה ובטיחות חסרת תקדים. מזה מספר שנים הרחפנים הוכיחו את ערכם באלפי משימות ובמגוון רחב של לקוחות. ההשתתפות של קולוגו בפרויקט עם מכון המחקר מיגל מביאה זווית חדשה ואיכותית לחקלאות, ומאפשרת תובנות רבות ערך לחקלאים ולמדע". לסיכום, חישה מרחוק של פעילות פוטוסינטטית אפשרית היום מרחפנים, טיסנים, מטוסים ולוויינים. עם זאת, אינדקס המבוסס על סיגנל זה, המסוגל להעריך כמות פירות על עץ ואיכותם, אינו בנמצא ומכון המחקר מיגל בראשות קבוצת המחקר שאותה מנהל ד"ר לירן, חלוצים בתחום מדידה זה. האינדקס שפותח עוקב במקדם התאמה של 99 אחוזים אחרי קצב מעבר אלקטרונים בחישה מרחוק, אחר פעילות של כל צמח וצמח בתוך שטחים חקלאיים, ובכך מהווה נקודת מפנה משמעותית לקידום המחקר הפוטוסינטטי היישומי בחקלאות. בניסויים ראשוניים שנערכו  עם האינדקס נראה שהוא חוזה טוב יותר את תפוקת הצמח בהקשר של פרי, לעומת תפוקת הצמח באופן כללי ובריאותו של הצמח, וד"ר לירן נושא תקווה שעם התפתחות המחקר ואפיון צמחים נוספים ניתן יהיה לאשש ולבסס את המידע שברשותם ואת האינדקס שפיתחו במכון המחקר מיגל.  כאמור כיום, אין בנמצא ספקטרו-רדיומטר ברמת רגישות מספיקה על לוויינים, ואולם בשנת 2023 תשגר סוכנות החלל האירופית את הלוויין   Fluorescence Explorer FLEX, שיהיה עליו ספקטרו-רדיומטר בעל רזולוציה מרחבית וספקטרלית גבוהות, והלוויין ינוע במקביל ללווייני מחקר שכבר מצויים בחלל (תוכנית Sentinel, גם היא של האיחוד האירופי). "כאשר הלוויין יתחיל בפעילותו, ניתן יהיה לבחון את השיטה שהמצאתי ואת המדדים שפיתחתי עם צוות המחקר גם מהחלל ברזולוציה הנדרשת של שדות בודדים ברחבי העולם כולו." אומר ד"ר לירן, מהמעבדה לאגרופיסיקה במכון המחקר מיגל.