Los agricultores y los fitomejoradores ahora pueden construir su propio sistema de seguimiento de cámaras de campo automatizado para recopilar datos sobre los rasgos dinámicos de las plantas. como alojamiento y movimiento de cultivos, como sucede en el campo para ayudar a reducir las pérdidas en el rendimiento de los cultivos.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota dirigido por Alex Susko, Candidato a doctorado y miembro del Centro de Agricultura de Precisión en CFANS, desarrolló el sistema para capturar videos del movimiento de las plantas en condiciones de mucho viento, así como de fallas o acame del tallo. El alojamiento ocurre cuando una planta se cae o se dobla debido a los fuertes vientos, enfermedad, Tierra húmeda, exceso de nitrógeno en el suelo, maquinaria, o animales y puede provocar pérdidas en el rendimiento de los cultivos.

"Existen sistemas de seguimiento de cámaras de campo, como el PhenoSpex FieldScan, pero es propietario y está diseñado principalmente para el fenotipado de cultivos en contenedores. Nuestro sistema es de código abierto, menos costoso, y más fácil de construir, ", dijo Susko." Tengo la esperanza de que un sistema como este abra la posibilidad para el descubrimiento de nuevos fenotipos de plantas ".

Los hallazgos del estudio, publicado en el Diario de hardware X , ampliado en el trabajo de Peter Marchetto, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería de Bioproductos y Biosistemas, que usó una cámara en un campo con un cable de paracaídas para tomar fotos del alojamiento.

La actualización de seguimiento de la cámara de la U of M permite a los investigadores registrar los rasgos de las plantas en tiempo real en diferentes ubicaciones en el campo experimental. Esta tecnología permite a los fitomejoradores recopilar datos de alojamiento en tiempo real, lo que ayudará a mejorar la resistencia al acame de los cereales. El sistema de cámara capturó el alojamiento en aproximadamente 15 minutos, ahorrando horas de tiempo en comparación con medirlo manualmente, que puede tardar tres horas. Es más, esta tecnología amplía las posibilidades de fenotipado de alto rendimiento, y su naturaleza de código abierto permitirá una mayor adaptación a las necesidades de recopilación de datos de productores y reproductores.

Los investigadores tomaron videos hemisféricos del movimiento de los cultivos a diferentes velocidades del viento en ubicaciones fijas y pudieron cuantificar el movimiento usando MATLAB. Los resultados del estudio les permitieron distinguir el movimiento de dos variedades de avena diferentes en función de la frecuencia y magnitud de los movimientos oscilantes del tallo en el viento.

"Dado que estamos interesados ​​en la respuesta de la planta ante el estrés del viento, podemos operar este sistema en condiciones de mucho viento para obtener videos del movimiento de la planta, un fenotipo novedoso, ", dijo Susko." Estoy interesado en cómo los diferentes parámetros fisiológicos, como la altura de la planta, afectan el movimiento de la planta, y a la vez, resistencia al alojamiento de las plantas ".

Los investigadores desarrollaron una pista de cámara específica para fotografiar granos pequeños bajo el estrés directo del viento. El sistema de seguimiento de la cámara está hecho de hardware y electrónica comercial que se adapta a cámaras de 360 ​​grados. Se puede adaptar a varias dimensiones de campo, cultivos, y sistemas de sensores para obtener datos fenotípicos de alto rendimiento que otros sistemas no pueden medir.

"Los métodos existentes para recopilar datos sobre el alojamiento, como clasificación manual o imágenes de drones, no funcionan para eventos a corto plazo, y los vehículos aéreos no tripulados son inestables durante las tormentas, ", dijo Marchetto." Este nuevo sistema está diseñado específicamente para soportar las inclemencias del tiempo, lo cual es importante para obtener mejores datos y abordar los problemas antes de que se conviertan en pérdidas de rendimiento ".