気候変動はブリーダーに深刻な課題をもたらします。 インテリジェントなフィールド ロボットと X 線技術により、耐熱性の植物サンプルを選択することができます。 ハイテク機器のセンサーは、IIS フラウンホーファー集積回路研究所の一部門である X 線技術開発フラウンホーファー センターによって開発されました。 Phys.org ポータル.
夏は暑くなってきました。 今年の夏だけでも、ドイツは最高気温が 40°C に達する猛暑に見舞われました。 干ばつは植物にも影響を与えました。
十分な水が供給されると、植物は蒸発によって冷却されます。 しかし、干ばつによるストレスがかかると、これができなくなります。 そのため、ブリーダーは、より少ない水で生き残り、必要な肥料や農薬の量を最小限に抑えながら、良好な作物を生産できる、耐暑性と干ばつ耐性のある植物を開発したいと考えています.
ブリーダーは、植物の表現型を決定するための技術に関する研究が長年行われている Fraunhofer EZRT の研究者からサポートを受けます。 これは、葉のサイズ、葉の位置、根の太さ、収量などの多くの要因を含む外観を指します。 「人々は何千年もの間、外部の特性に基づいて作物を選択してきました」と、フラウンホーファー X 線技術開発センターの AMS 部門の責任者である Dr. Stefan Gert は説明します。 「これらの表現型の特徴を客観的に測定し、これらのデータに基づいて育種を最適化する技術を開発しています。」
ゲルト博士が率いる研究チームは、農業用のフィールドロボットであるDeBiFixを開発しました。 植物のX線を連続撮影できます。 同時に、光学系を使用して 3D 画像を生成します。 これはブリーダーにとって重要な情報です。これにより、小麦の穂の中やジャガイモの茂みの下を実際に見て、栽培している品種が良い作物を生産しているかどうかを判断できます。
地域間フラウンホーファー スマート ファーミング プロジェクトの最も重要な目標は、ブリーダーをサポートすることです。 その枠組みの中で、Fraunhofer Plant Phenotyping Technology Center がバイエルン州トリスドルフに開設されました。 この時点で、Gert 博士と彼の同僚は、この経験を発展させ、実際の生活に適用するつもりです。
フュルトのフラウンホーファー EZRT の気候制御条件下での植物表現型の実験室で、ゲルト博士はブリーダーが将来どのように機能するかを示しています。 X線撮影装置前の狭いベルトコンベアの上には、さまざまな栽培植物の入った鉢が整然と並んでいます。 X線装置のドアが開き、ポットが滑り込みます。 ドアが閉まるとすぐに、ポットは CT スキャンを受けます。
「3 年以上前に、塊茎の成長に関する情報を得るためにジャガイモの X 線撮影を開始しました」と Gert 博士は報告しています。 「XNUMXD X 線に基づいて、塊茎を掘り起こさなくても塊茎の重量を決定できます。」 耐暑性に優れた品種の選抜などに使われます。 この目的のために、植物は熱ストレスの条件下で実験室に置かれます。 スキャンにより、どの植物がストレスへの対処に最も効果的であるかが明らかになり、暑さにもかかわらず強い塊茎を生成します。
最初の CT スキャンでは、太い根と塊茎だけしか見えませんでしたが、新しいシステムでは、小麦の根の微細な地下構造も捉えることができます。 「私たちの新しい X 線装置は、植物の地下部分をスキャンするための最も先進的で強力なシステムです」と Gert 博士は言います。
フラウンホーファー EZRT の研究者は、小麦の葉や穂など、地上にある植物の部分の 3D デジタル イメージングも行っています。 このデータは、葉の面積を決定するためだけでなく、3D 画像から植物の耐暑性に関する情報も提供します。 植物は太陽から身を守るために葉を上げますか? ストレスで葉がカールする?
Fraunhofer EZRT 光学式植物認識システムの性能は、種子会社 Strube D&S GmbH の試験場で明確に実証されました。 この場合、XNUMX 番目の BlueBob プロトタイプが使用されました。これは、独立して移動し、テンサイ畑の雑草を自動的に除去するフィールド ロボットです。 列の間を移動しながら、彼はマルチスペクトル カメラを使用してすべての生きている植物の画像を記録します。
「使うことで 人工知能 個々の植物の表現型が分析され、雑草またはビート植物のいずれかに分類されます」と、Strub の種子研究技術センターの責任者である Christian Hügel 氏は説明します。
トリスドルフの新しいセンターでの主な作業分野の XNUMX つは、表現型解析中に得られたデータの処理です。 「私たちの主な目標は、中小企業をサポートするために私たちのテクノロジーを使用することです。 植物育種家」とゲルト博士は強調します。