這個(gè)由亞利桑那大學(xué)農(nóng)業(yè)工程師建造的移動(dòng)傳感器平臺(tái)在其前臂上使用了大量傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)作物地塊。| 羅賓布克照片

亞利桑那大學(xué)的農(nóng)業(yè)部門使用傳感器來(lái)增強(qiáng)作物品種的高通量基因分型

亞利桑那州馬里科帕 - 在亞利桑那大學(xué)馬里科帕校區(qū)的自制移動(dòng)平臺(tái)上安裝傳感器，可幫助研究人員快速了解多樣化小組對(duì)特定條件的響應(yīng)。

多樣性小組是遺傳物質(zhì)的集合，在這種情況下是農(nóng)作物的種質(zhì)。

“這是一個(gè)由液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)，后側(cè)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在前面，我們添加了許多傳感器，用于協(xié)調(diào)我們?cè)跍y(cè)試這些作物時(shí)使用的水處理，“亞利桑那大學(xué)農(nóng)業(yè)生物系統(tǒng)工程師Pedro Andrade說(shuō)。

馬里科帕位于該州低沙漠地區(qū)，氣溫高，相對(duì)濕度低，是測(cè)試不同品種耐熱耐旱性的好地方。

研究人員每年在校園開展項(xiàng)目，處理植物應(yīng)對(duì)熱量的能力。

傳感器平臺(tái)只是大學(xué)如何使用傳感器來(lái)增強(qiáng)其作物品種的高通量基因分型的一個(gè)例子。

他說(shuō)，Maricopa農(nóng)業(yè)中心的研究和推廣計(jì)劃中的所有內(nèi)容都面向現(xiàn)場(chǎng)條件，傳感器的室內(nèi)測(cè)試階段僅用于集成不同的傳感器系統(tǒng)。

安德拉德說(shuō)，成為農(nóng)業(yè)工程師是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻。

安德拉德說(shuō)：“將機(jī)器放在一起，整合不同的系統(tǒng)，不同的組件來(lái)描述這些作物在田間條件下的生長(zhǎng)和健康狀況。”

“前置框架正在感應(yīng)兩種波長(zhǎng)的作物的光譜響應(yīng)。這給了我們NDVI信息，它是植被的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這是一個(gè)很好的指標(biāo)，可以讓我們了解植物的大小和植物的綠色�！�

還有一個(gè)熱輻射計(jì)可以提供有關(guān)樹冠溫度的信息，這可以提供研究表明植物是否通過(guò)提高樹冠的溫度來(lái)表達(dá)熱應(yīng)激。

“我們還有一維位移傳感器。這些是超聲波傳感器。它們是測(cè)量植物高度的非常好的單位。很多時(shí)候，在高度和NDVI光譜響應(yīng)之間，我們可以非常好地描述這些植物在這些環(huán)境條件下的表現(xiàn)，“Andrade說(shuō)。

研究人員還采用了掃描激光器，這是一種LIDAR型傳感器，可提供植物寬度信息，并提供植物大小的二維表示。

“它們也非常適合提供有關(guān)植物高度的信息，但它不僅僅是植物高度。它還為我們提供了研究情節(jié)中彼此相鄰的植物的概況，“安德拉德說(shuō)。

“就在那里，你有兩個(gè)維度，但是當(dāng)你在旅行方向上整合數(shù)據(jù)時(shí)，我們可以生成三維參數(shù)。但那是后期處理�！�

掃描激光器提供的瞬時(shí)輸出涉及植物高度和植物冠層覆蓋。

傳感器收集的數(shù)據(jù)以超精確的RTK GPS或GNSS接收器為參考，借助于平臺(tái)上的盒子中的數(shù)據(jù)記錄器。

研究人員還安裝了為無(wú)人機(jī)開發(fā)的攝像頭。

“相機(jī)的構(gòu)建是為了從某個(gè)高度進(jìn)行部署。我們把它帶到了更近的地方。通過(guò)這種方式，我們可以生成與植物響應(yīng)方式相關(guān)的圖像。我們正在分析四種不同的波長(zhǎng)，“安德拉德說(shuō)。

他說(shuō)，研究站傳感器的主要工作是在受控條件下對(duì)多樣性面板上的特定特征進(jìn)行高通量基因分型。

然而，研究人員還將這些傳感器用于種植者已采用的作物品種。

“在這種情況下，我們所追求的是為管理層提出建議，我將說(shuō)這是我們工作的一部分，與生產(chǎn)者的關(guān)系比與技術(shù)提供者的關(guān)系更密切，”安德拉德說(shuō)。

例如，該站的研究人員使用帶棉花的移動(dòng)傳感器來(lái)了解作物的理想狀態(tài)。

“如果作物滯后，那么增加生育率可能是一個(gè)可以在同一天完成的管理決策。我們估計(jì)有天氣信息的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，我們用這種傳感器連續(xù)估算植物高度，“安德拉德說(shuō)。

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