Роботизированный исследователь способен оценить порядка 250 полевых участков в час.
Роботизированная система обнаружения корней, разработанная в Университете Квинсленда, открывает новые возможности для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Система фенотипирования корней предоставляет новую информацию о связи между корнями растений и урожайностью, что позволяет выявить пути повышения производительности и улучшения устойчивости к засухе, сообщает в релизе Университет Квинсленда.
Доктор Дунсюэ Чжао из Альянса по сельскохозяйственным и продовольственным инновациям Квинсленда заявил, что специально созданный робот продвигает проект по фенотипированию, вложенный Корпорацией по исследованию и развитию зерновых культур (GRDC), в будущее.
«Учитывая важнейшую роль корневой системы в доступе к воде и питательным ресурсам, удивительно, как мало мы знаем о генотипическом разнообразии признаков корней и их влиянии на урожайность и стабильность урожая. Большинство методов фенотипирования корней фокусируются на 2D- и 3D-визуализации признаков корневой архитектуры, обычно на молодых растениях, выращенных в контролируемых условиях в горшках или корневых камерах. Однако из-за экологических переменных и того, как растения приспосабливаются и реагируют на них, такие исследования не могут распутать всю взаимосвязь между архитектурой корней, функцией корней и урожайностью. С другой стороны, полевые исследования корней в основном основаны на дорогостоящих, длительных и трудоемких раскопках корневой системы. Наш подход не нарушает урожай, а измерения проводятся неинвазивно и быстро. Теперь мы можем без больших затрат проводить фенотипирование участка длиной 5 метров каждые 8 секунд, что означает, что мы можем оценить около 250 полевых участков в час. Система сканирует всю корневую систему в почвенном профиле, уменьшая ошибки и максимально увеличивая наши возможности по выявлению различий между генотипами или агрономическими обработками», - рассказал Дунсюэ Чжао.
Система сочетает ряд технологий, включая автономного высокопроходимого робота под названием The RootBot, разработанного совместно с компанией AntRobotics в Германии. На нем установлены прибор электромагнитной индукции и датчики для фенотипирования полога и корней. Совместно с поставщиком услуг в области цифровых сельскохозяйственных продуктов был разработан конвейер данных, упрощающий внедрение технологии в промышленность.
«Эта технология позволит исследователям и поставщикам услуг цифрового сельского хозяйства проверять большое количество генотипов на предмет признаков корней, которые, вероятно, определяют устойчивость к засухе и стабильность урожайности. Агрономы могли бы использовать его для составления карты максимальной глубины корней сельскохозяйственных культур и определения доступного для растений уровня воды на загонах, чтобы информировать о методах точного земледелия», - пояснил Дунсюэ Чжао.
Член исследовательской группы доктор Рауль Хименес заявил, что возможности системы огромны: «Эта технология может потенциально использоваться не только для фенотипирования корней, но и для объединения информации о надземных признаках, чтобы дать нам лучшее понимание того, что происходит с нашими культурами и как их улучшить. Мы живем в эпоху, когда машинное обучение и большие данные являются очень полезными инструментами, но нам нужно снабжать их информацией — этот робот дает нам возможность снабжать эти мощные модели необходимой им информацией».
Исследование опубликовано в журнале Plant and Soil.
Источник: The University of Queensland.