Klimaatsverandering stel ernstige uitdagings vir telers. ’n Intelligente veldrobot en X-straaltegnologie help hulle om hittebestande plantmonsters vir seleksie te kies. Die sensors in die hoë-tegnologie masjien is ontwikkel deur die Fraunhofer Sentrum vir die Ontwikkeling van X-straal Tegnologie, 'n afdeling van die IIS Fraunhofer Instituut vir Geïntegreerde Stroombane. Phys.org-portaal.
Die somer word warmer. Hierdie somer alleen het Duitsland uiterste hitte ervaar, met temperature wat tot 40°C bereik het. Die droogte het ook plante aangetas.
Met voldoende watervoorraad kan plante deur verdamping afgekoel word. Hulle kan dit egter nie doen wanneer hulle deur droogte gestres word nie. Daarom hoop telers om hittebestande, droogtebestande plante te ontwikkel wat op minder water kan oorleef en steeds goeie oeste kan produseer terwyl hulle die minste moontlike hoeveelheid kunsmis en plaagdoders benodig.
Telers ontvang ondersteuning van navorsers by Fraunhofer EZRT, waar navorsing vir baie jare gedoen word oor tegnologieë vir die bepaling van plantfenotipes. Dit verwys na hul voorkoms, wat baie faktore insluit soos blaargrootte, blaarposisie, worteldikte en opbrengs. "Mense kies al duisende jare gewasse gebaseer op eksterne eienskappe," verduidelik dr. Stefan Gert, hoof van die AMS-afdeling by die Fraunhofer-sentrum vir die ontwikkeling van X-straaltegnologie. "Ons ontwikkel tegnologie om hierdie fenotipiese eienskappe objektief te meet en teling op grond van hierdie data te optimaliseer."
'n Navorsingspan onder leiding van dr. Gert het DeBiFix, 'n veldrobot vir die landbou, ontwikkel. Dit is in staat om voortdurend x-strale van plante te neem. Terselfdertyd genereer dit 3D-beelde met behulp van 'n optiese stelsel. Dit is belangrike inligting vir die teler – dit stel hom in staat om in werklikheid binne-in die koringare of onder die aartappelbos te kyk en vas te stel of die variëteit wat hulle kweek 'n goeie oes lewer.
Die belangrikste doelwit van die interstreekse Fraunhofer-slimboerderyprojek is om telers te ondersteun. Binne sy raamwerk open die Fraunhofer Plant Fenotipering Tegnologie Sentrum in Triesdorf, Beiere. Op hierdie stadium beoog dr. Gert en sy kollegas om die ervaring te ontwikkel en in die werklike lewe toe te pas.
In die laboratoriumkamer vir plantfenotipering onder klimaatbeheerde toestande by die Fraunhofer EZRT in Fürth, demonstreer dr. Gert hoe telers in die toekoms sal werk. Op ’n nou vervoerband voor die X-straal-eenheid is potte met verskeie kweekplante in netjiese rye gerangskik. Die deur van die X-straalmasjien gaan oop en 'n pot gly in. Sodra die deur toegaan, ondergaan die pot 'n CT-skandering.
"Meer as 'n dekade gelede het ons begin om aartappelplante te X-straal om inligting oor knolgroei te kry," berig dr. Gert. "Op grond van die 3D x-strale kan ons die gewig van die knolle bepaal sonder om hulle op te grawe." Hierdie proses word gebruik vir take soos die keuse van veral hittebestande variëteite. Vir hierdie doel word die plante in 'n laboratorium geplaas onder toestande van hittestres. Die skandering wys dan watter plante die doeltreffendste is om stres te hanteer, wat sterk knolle produseer ten spyte van die hitte.
Terwyl die eerste CT-skanderings slegs deur dik wortels en knolle kon wys, kan nuwer stelsels ook die fyn ondergrondse struktuur van koringwortels vasvang. "Ons nuwe X-straalmasjien is die mees gevorderde en kragtigste stelsel om plantdele ondergronds te skandeer," sê dr. Gert.
Navorsers by Fraunhofer EZRT doen ook 3D digitale beelding van dele van plante wat bogronds is, soos blare en koringare. Hierdie data kan nie net gebruik word om die blaaroppervlakte te bepaal nie – 3D-beelde verskaf ook inligting oor die hittetoleransie van die plant. Lig die plant sy blare op om homself teen die son te beskerm? Krul blare as gevolg van stres?
Die werkverrigting van die Fraunhofer EZRT optiese plantherkenningstelsels is duidelik gedemonstreer in die toetsveld van die saadmaatskappy Strube D&S GmbH. In hierdie geval is die tweede BlueBob-prototipe gebruik, 'n veldrobot wat onafhanklik beweeg en outomaties onkruid in suikerbeetlande verwyder. Hy beweeg tussen die rye en neem beelde van alle lewende plante op met behulp van multispektrale kameras.
"Deur die gebruik van kunsmatige intelligensie die fenotipe van elke individuele plant word ontleed en as óf ’n onkruid- óf ’n beetplant geklassifiseer,” verduidelik Christian Hügel, hoof van die Tegniese Sentrum vir Saadnavorsing in Strub.
Een van die hoofareas van werk in die nuwe sentrum in Triesdorf sal die verwerking wees van data wat tydens fenotipering verkry is. “Ons hoofdoel is om ons tegnologie te gebruik om klein en medium te ondersteun planttelers“, beklemtoon dr. Gert.