PlantArray – автоматизированная сенсорная платформа для фенотипирования растений

Чтобы быть уверенными в новых сельскохозяйственных продуктах, исследователям и разработчикам необходимо исследовать новые культуры или влияние новых материалов на растения, и для этого они должны проводить повторные полевые испытания, в которых трудно контролировать внешние факторы, такие как состояние почвы, климат или вредители. Эти процессы занимают много времени, и поэтому трудно добиться последовательных и надёжных результатов. Всегда будут явления и данные, скрытые от глаз исследователя.

Внедрение новых методов для оптимизации научных исследований и разработок

Эта потребность в точной и достоверной информации привела ICL (Israel Chemicals LTD.), крупнейшего мирового израильского поставщика решений для питания растений, к работе с системой диагностики Plantarray. Plantarray — это полностью автоматизированная сенсорная платформа для фенотипирования, которая позволяет учёным, селекционерам и исследователям быстро и легко выполнять одновременный анализ производительности всего растения.

Система измеряет движение воды от корней растений до их выброса в атмосферу (транспирация растений), накопление биомассы, эффективность использования воды и питательных веществ, активность физиологических ключевых признаков растений, а также состояние окружающей среды и делает вывод о том, насколько продуктивно растение в различных условиях окружающей среды. Plantarray используется в теплице в качестве предварительных тестов перед полевыми испытаниями и тем делает исследование более точным. Технология была разработана на факультете сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды Еврейского университета в Иерусалиме.

Хиллел Маген, вице-президент ICL по агрономии, говорит: «Мы используем эту систему для тестирования новых и уже существующих удобрений. Это очень помогает в процессе утверждения исследования. При организации полевых испытаний необходимо провести несколько тестирований одновременно и в то же время попытаться отфильтровать фоновые шумы, неоднородность почвы,изменения погодных условий и другие факторы, влияющие на экперимент. Разумеется, это долгий процесс, особенно если речь идёт о сезонном росте.

Эта система позволяет нам в течение нескольких недель произвести первичный отбор, отсортировать, исключить невосприимчивых кандидатов и уверенно решить, продолжать ли полевой эксперимент или вернуться в лабораторию. Таким образом, он сокращает процесс разработки, фокусирует и уточняет его, экономя ценное время и денежные ресурсы.»

Система Plantarray на объекте iCore, Еврейский университет Иерусалима

Plantarray открывает глаза

Мы спросили доктора Менахема Ассарафа, менеджера Центра удобрения и питания растений (CFPN) и руководителя ICL Agronomy Learning & Development, а также Ярона Бира, менеджера ICL Global Field Experiments, какие преимущества дала им система, мы получили аргументированный ответ:

«Plantarray даёт нам чёткое представление о влиянии различных удобрений и биостимуляторов и о том, что происходит с растениями в конкретных условиях выращивания. Это позволяет нам принимать решения относительно следующих шагов в области исследований и разработок и экономит много ресурсов. Во-вторых, платформа Plantarray — это своего рода система симуляторов, которая позволяет нам делать полевые эксперименты более точными и, в конце концов, быстрее выводит нас на рынок.»

«В первом эксперименте, — вспоминает Бир, — у нас был потрясающий опыт. Через несколько дней мы получили результаты статистического анализа, которые дали очень быстрый толчок в правильном направлении. В обычных испытаниях мы достигали бы таких результатов только после нескольких месяцев напряженной работы».

Наконец, по их словам, ICL инвестирует много ресурсов, чтобы быть уверенным, что продукты, которые она предлагает своим клиентам, соответствуют высоким стандартам и что данные на их этикетках точны.

«Даже для уже существующих продуктов система позволяет нам обнаружить данные, которые были скрыты от нас до сих пор. Возможность получать из системы точнейшую информацию о работе растений и почвенных условиях позволяет нам точно определять и даже улучшать рекомендации по применению материалов для фермеров.»

Ассараф и Бир во время эксперимента с системой Plantarray

Plantarray – система, которой можно доверять

Когда Ассараф и Бир вспоминают, как всё начиналось, они полны уверенности, что сделали правильный выбор:

«Мы предпочли Plantarray другим платформам из-за способности системы предоставлять точные и последовательные результаты в высоком разрешении.

Нам нравится тот факт, что каждое растение является идеальной копией самого себя и получает индивидуальную обработку, которая поддерживается с помощью механизма обратной связи на протяжении всего эксперимента. Мы исследовали другие сенсорные платформы, но ни одна из них не корректируется на ежедневной основе.

Кроме того, система Plantarray постоянно делает измерения и, таким образом, создаёт огромную базу данных, которой нет ни в одной другой коммерческой системе, что позволяет нам принимать обоснованные решения. Plantarray обнаруживает реакции растений задолго до того, как мы научимся распознавать их визуально. Например: обнаружение дефицита питательных веществ в растении, как правило, происходит на поздних стадиях. Система предупреждает нас об этом недостатке в самом начале процесса.»

В то время они также исследовали системы фенотипирования на основе изображений. «Мы работали над проектом с использованием системы визуализации с партнёрами из Европы»,— говорит Бир. «Хотя полученные изображения были очень хороши на визуальном уровне, мы не смогли получить чёткого понимания работы растений. Для нашей цели более ценны данные, полученные из системы Plantarray, и то, как эта информация мгновенно анализируется для получения выводов».

«В конце концов, — говорит Бир, — когда мы знаем, как вычленять переменные, мы можем принимать решения об эффективности новых продуктов и повторно проверять существующие продукты, что приводит к улучшению рекомендаций для фермеров и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Это то, что даёт нам система.»

Перевод выполнила Мария Чайкина для GreenTalk.ru

Источник: https://www.hortidaily.com/

1 час назад, Редактор сказал:

Plantarray — это полностью автоматизированная сенсорная платформа для фенотипирования...

Что понимается под "фенотипированием"?!

На каких принципах вообще функционирует такая система?

Насколько я слежу за темой автоматического фенотипирования, то системы такого рода разрабатываются уже несколько лет и в последнее время их уже применяют ряд селекционных фирм. Программа оценивает определенные, заданные параметры растений по изображению.

В селекции очень сильно помогает проводить оценку растений и вовремя отбраковывать или наоборот выделять по определенным признакам. Там же каждое растение требуется оценить, а лаборантов не хватает.