O cambio climático supón serios desafíos para os criadores. Un robot de campo intelixente e a tecnoloxía de raios X axúdanlles a seleccionar mostras de plantas resistentes á calor para a súa selección. Os sensores da máquina de alta tecnoloxía foron desenvolvidos polo Centro Fraunhofer para o Desenvolvemento da Tecnoloxía de Raios X, unha división do Instituto Fraunhofer de Circuítos Integrados IIS. Portal Phys.org.
O verán está cada vez máis quente. Só este verán, Alemaña experimentou unha calor extrema, con temperaturas que alcanzaron os 40 °C. A seca tamén afectou ás plantas.
Cun suministro suficiente de auga, as plantas poden arrefriarse por evaporación. Non obstante, non poden facelo cando están estresados pola seca. É por iso que os criadores esperan desenvolver plantas tolerantes á calor e á seca que poidan sobrevivir con menos auga e aínda producir boas colleitas mentres requiren a menor cantidade posible de fertilizantes e pesticidas.
Os criadores reciben o apoio dos investigadores da Fraunhofer EZRT, onde se leva a cabo investigacións durante moitos anos sobre tecnoloxías para determinar os fenotipos das plantas. Isto refírese ao seu aspecto, que inclúe moitos factores como o tamaño da folla, a posición da folla, o grosor da raíz e o rendemento. "A xente escolleu cultivos baseados en características externas durante miles de anos", explica o doutor Stefan Gert, xefe do departamento de AMS do Centro Fraunhofer para o Desenvolvemento da Tecnoloxía de Raios X. "Estamos a desenvolver tecnoloxías para medir obxectivamente estas características fenotípicas e optimizar a reprodución en función destes datos".
Un equipo de investigación dirixido polo doutor Gert desenvolveu DeBiFix, un robot de campo para a agricultura. É capaz de tomar continuamente radiografías das plantas. Ao mesmo tempo, xera imaxes 3D mediante un sistema óptico. Esta é unha información importante para o criador: de feito, permítelle mirar dentro das espigas de trigo ou debaixo do arbusto da pataca e determinar se a variedade que están a cultivar está a producir unha boa colleita.
O obxectivo máis importante do proxecto interrexional de agricultura intelixente Fraunhofer é apoiar aos criadores. No seu marco, abre o Centro Tecnolóxico de Fenotipado da Planta Fraunhofer en Triesdorf, Baviera. Neste punto, o doutor Gert e os seus colegas pretenden desenvolver a experiencia e aplicala na vida real.
Na sala de laboratorio para a fenotipificación de plantas en condicións de clima controlado no Fraunhofer EZRT en Fürth, o doutor Gert demostra como traballarán os criadores no futuro. Nunha cinta transportadora estreita diante da unidade de raios X, as macetas con varias plantas cultivadas están dispostas en filas ordenadas. Ábrese a porta da máquina de raios X e deslízase unha pota. Axiña que a porta se pecha, a maceta pasa por un TAC.
"Hai máis dunha década, comezamos a radiografiar plantas de pataca para obter información sobre o crecemento dos tubérculos", informa o doutor Gert. "Basándonos nas radiografías 3D, podemos determinar o peso dos tubérculos sen desenterralos". Este proceso úsase para tarefas como a selección de variedades especialmente tolerantes á calor. Para este fin, as plantas colócanse nun laboratorio en condicións de estrés térmico. A exploración revela entón cales son as plantas máis eficaces para afrontar o estrés, producindo tubérculos fortes a pesar da calor.
Aínda que as primeiras tomografías computarizadas só puideron mostrar a través de raíces e tubérculos grosos, os sistemas máis novos tamén poden capturar a fina estrutura subterránea das raíces do trigo. "A nosa nova máquina de raios X é o sistema máis avanzado e poderoso para escanear partes da planta baixo terra", di o doutor Gert.
Os investigadores de Fraunhofer EZRT tamén están a facer imaxes dixitais en 3D de partes de plantas que están sobre o chan, como follas e espigas de trigo. Estes datos pódense usar non só para determinar a área da folla - as imaxes 3D tamén proporcionan información sobre a tolerancia á calor da planta. A planta levanta as follas para protexerse do sol? As follas se enroscan debido ao estrés?
O rendemento dos sistemas de recoñecemento de plantas ópticas Fraunhofer EZRT demostrouse claramente no campo de proba da empresa de sementes Strube D&S GmbH. Neste caso, utilizouse o segundo prototipo BlueBob, un robot de campo que se move de forma independente e elimina automaticamente as malas herbas dos campos de remolacha azucreira. Movéndose entre as filas, grava imaxes de todas as plantas vivas mediante cámaras multiespectrais.
"Ao usar intelixencia artificial o fenotipo de cada planta individual analízase e clasifícase como unha mala herba ou unha planta de remolacha”, explica Christian Hügel, xefe do Centro Técnico de Investigación de Sementes en Strub.
Unha das principais áreas de traballo do novo centro de Triesdorf será o tratamento dos datos obtidos durante a fenotipificación. "O noso obxectivo principal é utilizar a nosa tecnoloxía para apoiar a pequenas e medianas empresas obtentores de plantas“, subliña o doutor Gert.