जलवायु परिवर्तन प्रजनकों के लिए गंभीर चुनौतियां पेश करता है। एक बुद्धिमान फील्ड रोबोट और एक्स-रे तकनीक उन्हें चयन के लिए गर्मी प्रतिरोधी पौधों के नमूनों का चयन करने में मदद करती है। हाई-टेक मशीन में सेंसर फ्रौनहोफर सेंटर फॉर द डेवलपमेंट ऑफ एक्स-रे टेक्नोलॉजी, आईआईएस फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर इंटीग्रेटेड सर्किट के एक डिवीजन द्वारा विकसित किए गए थे। Phys.org पोर्टल.
गर्मी तेज होती जा रही है। अकेले इस गर्मी में, जर्मनी ने अत्यधिक गर्मी का अनुभव किया है, तापमान 40 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया है। सूखे ने पौधों को भी प्रभावित किया।
पानी की पर्याप्त आपूर्ति के साथ, पौधों को वाष्पीकरण द्वारा ठंडा किया जा सकता है। हालांकि, सूखे से तनावग्रस्त होने पर वे ऐसा नहीं कर सकते। यही कारण है कि प्रजनकों को गर्मी-सहिष्णु, सूखा-सहिष्णु पौधों को विकसित करने की उम्मीद है जो कम पानी पर जीवित रह सकते हैं और फिर भी कम से कम उर्वरक और कीटनाशकों की आवश्यकता होने पर अच्छी फसल पैदा कर सकते हैं।
ब्रीडर्स को फ्रौनहोफर ईजेडआरटी के शोधकर्ताओं से समर्थन प्राप्त होता है, जहां पौधों के फेनोटाइप को निर्धारित करने के लिए प्रौद्योगिकियों पर कई वर्षों से शोध किया गया है। यह उनकी उपस्थिति को संदर्भित करता है, जिसमें पत्ती के आकार, पत्ती की स्थिति, जड़ की मोटाई और उपज जैसे कई कारक शामिल होते हैं। एक्स-रे टेक्नोलॉजी के विकास के लिए फ्रौनहोफर सेंटर में एएमएस विभाग के प्रमुख डॉ स्टीफन गर्ट बताते हैं, "लोग हजारों सालों से बाहरी विशेषताओं के आधार पर फसलों का चयन कर रहे हैं।" "हम इन फेनोटाइपिक विशेषताओं को निष्पक्ष रूप से मापने और इन आंकड़ों के आधार पर प्रजनन को अनुकूलित करने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास कर रहे हैं।"
डॉ. गर्ट के नेतृत्व में एक शोध दल ने कृषि के लिए एक फील्ड रोबोट DeBiFix विकसित किया है। यह पौधों की लगातार एक्स-रे लेने में सक्षम है। वहीं, यह ऑप्टिकल सिस्टम का उपयोग करके 3डी इमेज जेनरेट करता है। ब्रीडर के लिए यह महत्वपूर्ण जानकारी है - यह उसे, वास्तव में, गेहूं के कानों के अंदर या आलू की झाड़ी के नीचे देखने और यह निर्धारित करने की अनुमति देता है कि क्या वे जिस किस्म को उगा रहे हैं वह अच्छी फसल पैदा कर रही है।
अंतर्क्षेत्रीय फ्रौनहोफर स्मार्ट खेती परियोजना का सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्य प्रजनकों का समर्थन करना है। अपने ढांचे के भीतर, फ्राउनहोफर प्लांट फेनोटाइपिंग टेक्नोलॉजी सेंटर ट्राइसडॉर्फ, बवेरिया में खुलता है। इस बिंदु पर, डॉ. गर्ट और उनके सहयोगियों का इरादा अनुभव को विकसित करने और इसे वास्तविक जीवन में लागू करने का है।
फर्थ में फ्रौनहोफर ईजेडआरटी में जलवायु नियंत्रित परिस्थितियों में प्लांट फेनोटाइपिंग के लिए प्रयोगशाला कक्ष में, डॉ गर्ट दर्शाता है कि भविष्य में प्रजनक कैसे काम करेंगे। एक्स-रे यूनिट के सामने एक संकीर्ण कन्वेयर बेल्ट पर, विभिन्न खेती वाले पौधों के बर्तन साफ-सुथरी पंक्तियों में व्यवस्थित होते हैं। एक्स-रे मशीन का दरवाजा खुलता है और एक बर्तन अंदर आ जाता है। जैसे ही दरवाजा बंद होता है, पॉट सीटी स्कैन से गुजरता है।
"एक दशक से भी अधिक समय पहले, हमने कंद के विकास के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए आलू के पौधों का एक्स-रे शुरू किया," डॉ। गर्ट की रिपोर्ट। "3डी एक्स-रे के आधार पर, हम कंदों को खोदे बिना उनका वजन निर्धारित कर सकते हैं।" इस प्रक्रिया का उपयोग विशेष रूप से गर्मी सहिष्णु किस्मों के चयन जैसे कार्यों के लिए किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, पौधों को गर्मी के तनाव की स्थिति में एक प्रयोगशाला में रखा जाता है। फिर स्कैन से पता चलता है कि कौन से पौधे तनाव से निपटने में सबसे प्रभावी हैं, गर्मी के बावजूद मजबूत कंद पैदा करते हैं।
जबकि पहला सीटी स्कैन केवल मोटी जड़ों और कंदों के माध्यम से दिखा सकता है, नई प्रणाली गेहूं की जड़ों की बारीक भूमिगत संरचना को भी पकड़ सकती है। "हमारी नई एक्स-रे मशीन भूमिगत संयंत्र के हिस्सों को स्कैन करने के लिए सबसे उन्नत और शक्तिशाली प्रणाली है," डॉ गर्ट कहते हैं।
फ्रौनहोफर ईजेडआरटी के शोधकर्ता पौधों के उन हिस्सों की 3डी डिजिटल इमेजिंग भी कर रहे हैं जो जमीन से ऊपर हैं, जैसे कि गेहूं के पत्ते और कान। इस डेटा का उपयोग न केवल पत्ती क्षेत्र को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है - 3 डी छवियां पौधे की गर्मी सहनशीलता के बारे में भी जानकारी प्रदान करती हैं। क्या पौधा धूप से बचने के लिए अपने पत्ते ऊपर उठाता है? क्या तनाव के कारण पत्तियां मुड़ जाती हैं?
फ्रौनहोफर ईजेडआरटी ऑप्टिकल प्लांट रिकग्निशन सिस्टम के प्रदर्शन को बीज कंपनी स्ट्रुब डी एंड एस जीएमबीएच के परीक्षण क्षेत्र में स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया था। इस मामले में, दूसरे ब्लूबॉब प्रोटोटाइप का उपयोग किया गया था, एक फील्ड रोबोट जो स्वतंत्र रूप से चलता है और चुकंदर के खेतों में खरपतवारों को स्वचालित रूप से हटा देता है। पंक्तियों के बीच चलते हुए, वह मल्टीस्पेक्ट्रल कैमरों का उपयोग करके सभी जीवित पौधों की छवियों को रिकॉर्ड करता है।
"के माध्यम से कृत्रिम होशियारी स्ट्रब में बीज अनुसंधान के तकनीकी केंद्र के प्रमुख क्रिश्चियन ह्यूगल बताते हैं, "प्रत्येक व्यक्तिगत पौधे के फेनोटाइप का विश्लेषण और वर्गीकरण किया जाता है या तो एक खरपतवार या चुकंदर के पौधे के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।"
ट्राइस्डॉर्फ में नए केंद्र में काम के मुख्य क्षेत्रों में से एक फेनोटाइपिंग के दौरान प्राप्त डेटा का प्रसंस्करण होगा। "हमारा मुख्य लक्ष्य छोटे और मध्यम का समर्थन करने के लिए हमारी तकनीक का उपयोग करना है" पौधे प्रजनक", डॉ गर्ट पर जोर देती है।