Климатските промени претставуваат сериозни предизвици за одгледувачите. Интелигентен теренски робот и технологијата за рендген им помагаат да изберат примероци од растенија отпорни на топлина за избор. Сензорите во високотехнолошката машина беа развиени од Центарот за развој на технологија на Х-зраци Фраунхофер, оддел на Институтот за интегрирани кола IIS Fraunhofer. Порталот Phys.org.
Летото станува се потопло. Само ова лето Германија доживеа екстремни горештини, а температурите достигнуваат и до 40°C. Сушата ги погоди и растенијата.
Со доволно снабдување со вода, растенијата може да се ладат со испарување. Сепак, тие не можат да го направат тоа кога се под стрес од суша. Затоа одгледувачите се надеваат дека ќе развијат растенија отпорни на топлина, толерантни на суша, кои ќе можат да преживеат со помалку вода, а сепак да даваат добри култури додека бараат најмалку можна количина на ѓубрива и пестициди.
Одгледувачите добиваат поддршка од истражувачите во Fraunhofer EZRT, каде што многу години се спроведуваат истражувања за технологии за одредување на фенотиповите на растенијата. Ова се однесува на нивниот изглед, кој вклучува многу фактори како што се големината на листот, положбата на листот, дебелината на коренот и приносот. „Луѓето бираат култури врз основа на надворешни карактеристики со илјадници години“, објаснува д-р Стефан Герт, раководител на одделот за АМС во Центарот за развој на технологија на Х-зраци Фраунхофер. „Ние развиваме технологии за објективно мерење на овие фенотипски карактеристики и оптимизирање на размножувањето врз основа на овие податоци.
Истражувачки тим предводен од д-р Герт разви DeBiFix, теренски робот за земјоделство. Тој е способен постојано да прави рендгенски снимки од растенија. Во исто време, генерира 3D слики користејќи оптички систем. Ова е важна информација за одгледувачот - тоа му овозможува, всушност, да погледне внатре во житните класови или под грмушката од компирот и да утврди дали сортата што ја одгледуваат дава добар род.
Најважната цел на меѓурегионалниот проект за паметно земјоделство Фраунхофер е поддршка на одгледувачите. Во негови рамки се отвора Технолошкиот центар за фенотипирање на растенијата Фраунхофер во Триесдорф, Баварија. Во овој момент, д-р Герт и неговите колеги имаат намера да го развијат искуството и да го применат во реалниот живот.
Во лабораториската просторија за фенотипирање на растенијата под климатски контролирани услови во Fraunhofer EZRT во Фирт, д-р Герт демонстрира како одгледувачите ќе работат во иднина. На тесен подвижна лента пред рендгенската единица, во уредни редови се наредени саксии со различни култивирани растенија. Вратата на рендген апаратот се отвора и се лизга тенџере. Штом вратата се затвора, тенџерето се подложува на КТ скен.
„Пред повеќе од една деценија, започнавме со рендгенски зраци на растенијата од компири за да добиеме информации за растот на клубенот“, известува д-р Герт. „Врз основа на 3Д рендгенските зраци, можеме да ја одредиме тежината на клубените без да ги ископаме“. Овој процес се користи за задачи како што е изборот на сорти особено отпорни на топлина. За таа цел, растенијата се ставаат во лабораторија во услови на топлински стрес. Скенирањето потоа открива кои растенија се најефективни во справувањето со стресот, создавајќи силни клубени и покрај топлината.
Додека првите КТ скенови можеа да покажат само преку дебели корени и клубени, поновите системи исто така можат да ја фатат фината подземна структура на корените на пченицата. „Нашиот нов рендген апарат е најнапредниот и најмоќниот систем за скенирање на делови од растенија под земја“, вели д-р Герт.
Истражувачите од Fraunhofer EZRT исто така прават 3D дигитално снимање на делови од растенија кои се над земјата, како што се лисјата и класовите од пченица. Овие податоци може да се користат не само за одредување на површината на листот - 3D сликите исто така даваат информации за толеранцијата на топлина на растението. Дали растението ги крева лисјата за да се заштити од сонцето? Дали листовите се виткаат поради стрес?
Перформансите на системите за препознавање на оптички растенија Fraunhofer EZRT беа јасно демонстрирани на полињата за тестирање на компанијата за семиња Strube D&S GmbH. Во овој случај, користен е вториот прототип BlueBob, полски робот кој се движи самостојно и автоматски го отстранува плевелот во полињата со шеќерна репка. Движејќи се меѓу редовите, тој снима слики од сите живи растенија користејќи мултиспектрални камери.
„Преку вештачка интелигенција фенотипот на секое поединечно растение е анализиран и класифициран како плевел или растение репка“, објаснува Кристијан Хјугел, раководител на Техничкиот центар за истражување на семиња во Штруб.
Една од главните области на работа во новиот центар во Триесдорф ќе биде обработката на податоците добиени при фенотипизацијата. „Нашата главна цел е да ја користиме нашата технологија за поддршка на малите и средните одгледувачи на растенија“, нагласува д-р Герт.