Роботи у теплиці

Часом дослідження нагадують відеогру: Команда, яку Бен Грубер за допомогою свого ноутбука проводить через теплицю, вже напоготові. Біолог KWS заздалегідь чітко визначив ходи та шляхи своєї інтерактивної команди: Який з роботів і коли саме залишить своє місце, щоб під’їхати до одного з пронумерованих столиків з рослинами? І в якій послідовності рóботи відвозитимуть рослини до різних станцій у серії тестів?

Використання перспективної тактики важливе для забезпечення безперебійної роботи. Багато столиків з рослинами потрібні для спільного дослідницького проекту, до якого залучені біологи та фізики компанії KWS, які прагнуть здійснити фенотипування рослин кукурудзи та цукрового буряка в тепличних умовах. Фенотипування – це процес детального вимірювання та аналізу зовнішнього вигляду рослини, тобто її фенотипу. Таким чином можна фіксувати як вплив факторів навколишнього середовища, так і вплив генетичних ресурсів рослини.

Грубер та його колеги займаються темою, яка особливо актуальна для аграріїв: вони досліджують ознаки, пов'язані з посухостійкістю. «Ми досі не знаємо, які гени рослини активно вмикають, коли переживають стрес, викликаний посухою», – пояснює біолог. Однак, поглиблене розуміння цього важливе для ефективної допомоги у селекції посухостійких сортів у майбутньому, зазначає Грубер.

Цифрові рішення вже давно широко використовуються на полях, але тепер вони також активно впроваджуються і в тепличних умовах. Пласкі, на перший погляд непомітні роботи Lowpad нагадують рухливі підйомні платформи. «Ці пристрої добре зарекомендували себе в логістичних центрах компаній, що займаються онлайн-торгівлею, і вони також добре допомагають і нам», – пояснює Грубер. Роботи, яких він обрав для тестового проекту, є більш гнучкими в роботі, ніж, наприклад, стрічкові конвеєри. Саме тому вони ідеально підходять для переміщення столиків з рослинами вагою понад 50 кілограмів кожен на різні станції в теплиці.

Рослини кукурудзи та цукрового буряка регулярно зважують, щоб визначити їхнє споживання води протягом доби. Потім інформація про транспірацію поєднується з іншими даними. Система датчиків на стелі вимірює існуючі перепади температури та вологості. «Такі параметри мають вирішальне значення для продихів листя і, отже, для споживання води рослиною, – пояснює Грубер. – Завдяки нашому підходу ми сподіваємось краще зрозуміти, як рослини реагують на певні умови і чому, наприклад, продихи листя відкриваються з різною швидкістю».

Щоб отримати відповіді на ці та інші питання, такі як врожайність та фізіологія врожаю, дослідники KWS ретельно вивчають візуальні ознаки рослин. Зокрема, вчені спостерігають, як змінюється форма, розмір і маса рослин протягом їхнього розвитку. Щоб вони мали змогу це зробити, роботи переносять столики з рослинами до іншої станції: PhenoFactory.

Вегетативні зелені частини рослини виділяються особливо чітко перед синьою внутрішньою стіною. Камери в PhenoFactory автоматично спрацьовують після того, як роботи перемістять столики з рослинами у правильне положення. Фотографії дають змогу побачити вміст води у рослинах. Рослини скануються з усіх боків для отримання інформації з різних ракурсів. Грубер розповідає: «Ця технологія дозволяє нам збирати дані 24 години на добу 365 днів на рік. Така висока частота тестів важлива для досягнення належної достовірності та співставності результатів».

Певною мірою ми вплинули на цю співставність ще до початку випробування – у момент висівання рослин. Тому важливо правильно обрати попередню культуру, щоб згодом мати можливість вивчати такі ознаки, як розмір, розглядаючи рослини, які мають якомога однорідніші генетично однакові ознаки.

Роботи переносять столики з рослинами з PhenoFactory назад на свої місця. Потім вони повертаються до початкової зони, де чекають наступного завдання. «Технологія допомагає нам у дослідженнях, але вона не може замінити ноу-хау та досвід», – говорить Грубер, додаючи, що знання людини залишатимуться незамінними, особливо при аналізі зібраних даних.