DIGITAL & NICHT INVASIV
Der Phänotyp ist das äußere Erscheinungsbild einer Pflanze, das durch ihre genetische Veranlagung und durch Wechselwirkungen mit Umweltfaktoren beeinflusst wird. Wie sich unterschiedliche Versuchsbedingungen auf Pflanzen auswirken, wird durch die Untersuchung und Beschreibung des Phänotyps der Pflanze erfasst.
Im Rahmen von d4agrotech und mit Unterstützung des Förderprogramms „Ausbau der Forschungs- und Technologieinfrastruktur“ (IWB/EFRE) ist es gelungen, eine digitale Schlüsseltechnologie im Bereich der Pflanzenzüchtung aufzubauen. Die neue Infrastruktur ermöglicht die Erfassung phänotypischer Parameter im Hochdurchsatzverfahren durch nicht-invasive bildgebende Verfahren bei gleichzeitiger Simulation unterschiedlicher klimatischer Bedingungen.
Unsere Infrastruktur zur Phänotypisierung
Die bestehende Glashausinfrastruktur am Universitäts– und Forschungsstandort Tulln wurde adaptiert (Außenbeschattung, neue Insektenschutznetze, Umstellung auf LED-Beleuchtung, Frischwasserbewässerung), sowie eine Phänotypsierungsplattform bestehend aus identisch ausgebauten Containern mit je zwei separaten Wachstumskammern (erbaut von Photon Systems Instruments) errichtet, die es dem AIT Austrian Institute of Technology GmbH ermöglichen neue innovative, digitale Methoden für Forschung und Entwicklung im Bereich der Pflanzenproduktion, Pflanzenstärkung, sowie für die Entwicklung von mikrobenbasierten Lösungen in der Landwirtschaft einzusetzen.
Unsere Phänotyisierungsplattform bietet Spezifikationen, die im Folgenden beschrieben werden. Jede Kammer kann individuell an die jeweiligen Projektanforderungen angepasst werden.
KAPAZITÄT
Eine Wachstumskammer bietet Platz für 20 Trays, je nach Topfgröße ergeben sich Kapazitäten bis zu 400 Pflanzen pro Kammer.
REALISIERBARE UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
- Temperatur -5°C bis 40°C
- Feuchte 40 – 80% relative Luftfeuchte
- Licht Flexibel anpassbares LED Lichtspektrum durch vier individuell/unabhängig steuerbare Lichtkanäle (bis zu 1.000 µmol m-2 s-1 PPFD)
- CO2 Umgebungskonzentration (450ppm) bis 1.500ppm
RGB KAMERAMODUL
Multispektrale Bildgebung mit drei Farben (rot/grün/blau) im sichtbaren Bereich zur Erfassung morphologischer Parameter wie
- Blattflächenindex
- relative Wachstumsrate
- Blattstellung
- Pflanzenfitness (Green Index)
FC/RGB KAMERAMODUL
Kombination aus multispektraler Bildgebung im sichtbaren Bereich und im Bereich der Fluoreszenz zur Erfassung physiologischer Parameter wie
- Chlorophyll Fluoreszenz (dunkel – bzw. lichtadaptierte Pflanzen)
- Chlorophyll Fluoreszenz Kinetik
3D KAMERAMODUL
Die Pflanzenmorphologie wird mittels Laserscanner abgetastet und 3D Bilder erstellt, aus denen pflanzenmorphologische Informationen gewonnen werden können.
VNIR KAMERMODUL
Hyperspektrale Bildgebung deckt den sichtbaren und nah-infraroten Wellenlängenbereich von 380nm bis 900nm ab. Die Erfassung des spektralen Reflexionsgrades wird zum Aufbau von Profilen verwendet, die zur Interpretation für folgende Parameter herangezogen werden:
- Quantifizierung von gesunden bzw. erkrankten Pflanzenteilen
- Erfassung von biochemischen Komponenten
- Physiologische Veränderungen der Pflanze