Կլիմայի փոփոխությունը լուրջ մարտահրավերներ է ստեղծում բուծողների համար: Խելացի դաշտային ռոբոտը և ռենտգեն տեխնոլոգիան օգնում են նրանց ընտրել ջերմակայուն բույսերի նմուշներ ընտրության համար: Բարձր տեխնոլոգիական մեքենայի սենսորները մշակվել են Ռենտգենյան տեխնոլոգիաների զարգացման Fraunhofer կենտրոնի կողմից, որը IIS Fraunhofer ինստիտուտի ինտեգրված սխեմաների ստորաբաժանումն է: Phys.org պորտալ.
Ամառը գնալով տաքանում է։ Միայն այս ամառ Գերմանիան զգացել է ծայրահեղ շոգ, որի ջերմաստիճանը հասել է մինչև 40°C: Երաշտը ազդել է նաև բույսերի վրա։
Բավարար քանակությամբ ջրի առկայության դեպքում բույսերը կարող են սառեցնել գոլորշիացման միջոցով: Այնուամենայնիվ, նրանք չեն կարող դա անել, երբ երաշտի պատճառով սթրես են ապրում: Ահա թե ինչու բուծողները հույս ունեն զարգացնել ջերմակայուն, երաշտի դիմացկուն բույսեր, որոնք կարող են գոյատևել ավելի քիչ ջրով և դեռ լավ բերք տալ՝ միաժամանակ պահանջելով նվազագույն քանակությամբ պարարտանյութ և թունաքիմիկատներ:
Սելեկցիոներները աջակցություն են ստանում Fraunhofer EZRT-ի հետազոտողներից, որտեղ երկար տարիներ հետազոտություններ են իրականացվել բույսերի ֆենոտիպերի որոշման տեխնոլոգիաների վերաբերյալ: Սա վերաբերում է նրանց տեսքին, որը ներառում է բազմաթիվ գործոններ, ինչպիսիք են տերևի չափը, տերևի դիրքը, արմատի հաստությունը և բերքատվությունը: «Մարդիկ հազարամյակներ շարունակ ընտրում են մշակաբույսերը՝ ելնելով արտաքին բնութագրերից», - բացատրում է դոկտոր Ստեֆան Գերտը, Ռենտգենյան տեխնոլոգիաների զարգացման Ֆրաունհոֆեր կենտրոնի AMS բաժնի ղեկավարը: «Մենք տեխնոլոգիաներ ենք մշակում այս ֆենոտիպային բնութագրերը օբյեկտիվորեն չափելու և այս տվյալների հիման վրա բուծումը օպտիմալացնելու համար»:
Դոկտոր Գերտի գլխավորած հետազոտական թիմը մշակել է DeBiFix-ը՝ գյուղատնտեսության համար դաշտային ռոբոտ: Այն կարողանում է շարունակաբար վերցնել բույսերի ռենտգենյան ճառագայթները։ Միևնույն ժամանակ, այն օպտիկական համակարգի միջոցով ստեղծում է 3D պատկերներ: Սա կարևոր տեղեկություն է սելեկցիոների համար. այն թույլ է տալիս նրան, ըստ էության, նայել ցորենի հասկերի ներսը կամ կարտոֆիլի թփի տակ և որոշել, թե արդյոք իրենց աճեցվող բազմազանությունը լավ բերք է տալիս:
Միջտարածաշրջանային Fraunhofer խելացի ֆերմերային ծրագրի ամենակարևոր նպատակն է աջակցել բուծողներին: Դրա շրջանակներում Բավարիայի Տրիեսդորֆ քաղաքում բացվում է Fraunhofer Plant Phenotyping Technology Center-ը։ Այս պահին դոկտոր Գերտը և նրա գործընկերները մտադիր են զարգացնել փորձը և կիրառել այն իրական կյանքում:
Ֆյուրտում գտնվող Fraunhofer EZRT-ում կլիմայական վերահսկվող պայմաններում բույսերի ֆենոտիպավորման լաբորատոր սենյակում դոկտոր Գերտը ցույց է տալիս, թե ինչպես են բուծողները աշխատելու ապագայում: Ռենտգենյան բլոկի դիմաց գտնվող նեղ փոխակրիչի վրա կոկիկ շարքերով դասավորված են տարատեսակ մշակովի բույսերով ամաններ։ Ռենտգեն սարքի դուռը բացվում է և ներս է սահում մի կաթսա։ Հենց դուռը փակվում է, կաթսան ենթարկվում է համակարգչային տոմոգրաֆիայի:
«Ավելի քան մեկ տասնամյակ առաջ մենք սկսեցինք կարտոֆիլի բույսերի ռենտգենյան ճառագայթումը պալարների աճի մասին տեղեկություններ ստանալու համար», - ասում է դոկտոր Գերտը: «Եռաչափ ռենտգենյան ճառագայթների հիման վրա մենք կարող ենք որոշել պալարների քաշը՝ առանց դրանք փորելու»։ Այս գործընթացը օգտագործվում է այնպիսի խնդիրների համար, ինչպիսիք են հատկապես ջերմակայուն սորտերի ընտրությունը: Այդ նպատակով բույսերը լաբորատորիայում տեղադրում են ջերմային սթրեսի պայմաններում։ Այնուհետև սկանավորումը բացահայտում է, թե որ բույսերն են ամենաարդյունավետը սթրեսի դեմ պայքարում՝ չնայած շոգին ուժեղ պալարներ առաջացնելով:
Թեև առաջին CT սկանավորումները կարող էին ցույց տալ միայն հաստ արմատներով և պալարներով, նոր համակարգերը կարող են նաև ֆիքսել ցորենի արմատների նուրբ ստորգետնյա կառուցվածքը: «Մեր նոր ռենտգեն մեքենան ամենաառաջադեմ և հզոր համակարգն է բույսերի մասերը ստորգետնյա սկանավորման համար», - ասում է դոկտոր Գերտը:
Fraunhofer EZRT-ի հետազոտողները նաև 3D թվային պատկերներ են անում բույսերի մասերի, որոնք գտնվում են գետնից վեր, ինչպիսիք են տերևներն ու ցորենի հասկերը: Այս տվյալները կարող են օգտագործվել ոչ միայն տերևի մակերեսը որոշելու համար. 3D պատկերները նաև տեղեկատվություն են տալիս բույսի ջերմակայունության մասին: Արդյո՞ք բույսը տերևները բարձրացնում է արևից պաշտպանվելու համար: Տերևները գանգուրվում են սթրեսի պատճառով:
Fraunhofer EZRT օպտիկական կայանքների ճանաչման համակարգերի արդյունավետությունը հստակ դրսևորվել է Strube D&S GmbH սերմերի ընկերության փորձարկման դաշտում: Այս դեպքում օգտագործվել է BlueBob-ի երկրորդ նախատիպը՝ դաշտային ռոբոտ, որն ինքնուրույն է շարժվում և ինքնաբերաբար հեռացնում է շաքարի ճակնդեղի դաշտերի մոլախոտերը։ Շարժվելով շարքերի միջև՝ նա ձայնագրում է բոլոր կենդանի բույսերի պատկերները՝ օգտագործելով բազմասպեկտրային տեսախցիկներ։
«Միջոցով արհեստական բանականություն Յուրաքանչյուր առանձին բույսի ֆենոտիպը վերլուծվում և դասակարգվում է որպես մոլախոտ կամ ճակնդեղի բույս», - բացատրում է Քրիստիան Հյուգելը, Սթրուբի սերմերի հետազոտության տեխնիկական կենտրոնի ղեկավարը:
Տրիեսդորֆի նոր կենտրոնում աշխատանքի հիմնական ուղղություններից մեկը կլինի ֆենոտիպավորման ընթացքում ստացված տվյալների մշակումը։ «Մեր հիմնական նպատակն է օգտագործել մեր տեխնոլոգիաները փոքր և միջիններին աջակցելու համար բուսաբույծներ», - ընդգծում է դոկտոր Գերտը: