Die FLIR-Wärmebildkamera ermöglicht das Erfassen und Aufzeichnen von Wärmeverteilungen und -schwankungen in Pflanzenhauben.

Die FLIR-SC645-IR-Kamera mit einem 640 x 480-Detektor ermöglicht sowohl eine hochauflösende als auch eine durchsatzstarke Erfassung der Haubentemperatur aus der Luft innerhalb der Crop-Science-Community.

Der Canberra-Knoten der australischen Plant Phenomics Facility, CSIRO Agriculture & Food, Canberra, bietet eine hochauflösende Luftthermografie-Lösung für die schnelle Messung der Temperatur von Pflanzenhauben auf dem Gebiet. Die Forschung hat gezeigt, dass die Haubentemperatur ein hervorragendes Verfahren zur Messung des Pflanzenstresses durch stomatale Reaktionen ist, und als solche wird die Infrarot-Bildgebung zu einer beliebten Technologie in der Pflanzenwissenschaft.

APPF Weltführende Thermische Forschung

Dr. Xavier Sirault, leitender Forschungswissenschaftler bei CSIRO Agriculture and Food und Direktor des CSIRO-Knotens der Australian Plant Phenomics Facility (APPF), sagt, dass es eine Reihe von Forschungszentren auf der ganzen Welt gibt, welche entweder über diese Technologie verfügen oder diese bei einer Reihe von Nutzpflanzen (z. B. Mais, Reis und Trauben) einsetzen. Bis heute hat jedoch keiner von ihnen den Einsatz der Technologie im großen Stil operationalisiert.

Die IR-Technologie ist entscheidend

Die Wärmebildtechnik mittels luftgestützter Thermografie hat sich bei der Phänotypisierung von Pflanzen auf Unterschiede im stomatologischen Verhalten etabliert. „Die Infrarot-Technologie wurde in der Forschung am CSIRO-Knotenpunkt des APPF intensiv genutzt“, erklärt Dr. Sirault. Er fährt fort: „Sie wurde zur Untersuchung der stomatalen Reaktionen in Nutzpflanzen und zur Phänotypisierung von Pflanzen auf Unterschiede im stomatalen Verhalten eingesetzt, z. B. zur genetischen Untersuchung von Salzgehalt oder Dürretoleranz und/oder Wassernutzungseigenschaften. Die Technologie wird routinemäßig im Rahmen der fortlaufenden Dienstleistungen der National Collaborative Research Infrastructure eingesetzt, um jedes Jahr Zehntausende von Genotypen in Zuchtpopulationen auf Veränderungen der Haubentemperatur zu untersuchen (Surrogat für die Transpirationsrate).“ Die Haubentemperatur ist ein starker Indikator dafür, wie gut eine Pflanze ihren Wasserverbrauch durch stomatale Reaktionen auf Umweltbedingungen steuert. Die hohe Auflösung und der hohe Durchsatz des Wärmebildsystems HeliPod™ ermöglichen es, kleine Temperaturunterschiede zwischen den Pflanzensorten zu erkennen, was es zu einem leistungsstarken Phänotypisierungswerkzeug für Großversuche macht.

Luftaufnahmen

Die Agrarforschung ist entscheidend, um den Klimawandel zu bewältigen und sicherzustellen, dass die Nahrungsmittelversorgung mit der wachsenden globalen Nachfrage Schritt halten kann. „Gegenwärtig prüfen wir mehr als 500.000 Parzellen pro Jahr mithilfe dieser Technologie und die Nachfrage aus Forschung und Industrie steigt stetig. Einige unserer Industriepartner würden heute keine Experimente in Erwägung ziehen, ohne diese Möglichkeit zu nutzen“, sagt Dr. Sirault.

„Langfristig werden die genetischen Loci, welche die Transpirationsrate der Pflanzen kontrollieren, aufgelöst. Dies wird die Entwicklung neuer Pflanzensorten ermöglichen, die widerstandsfähiger gegen klimatische Veränderungen sind“, fügt er hinzu.

Die Bildgebungsplattform besteht aus einem vollständig STC-zertifizierten Helipod, der an jeden R44-Hubschrauber angebracht werden kann. Der Helipod ist mit einer hochauflösenden FLIR-SC645-Infrarotkamera und einer 30 Megapixel RGB-Kamera mit integrierter IMU und GPS ausgestattet. Die Steuerung des Bildverarbeitungssystems erfolgt über einen integrierten Industrie-PC, der über einen Touchscreen-Monitor vom Cockpit aus bedient wird. Mit dem Bildgebungsdienst wird das Tool ChopIt geliefert, eine vom APPF selbst entwickelte Hochdurchsatz-Verarbeitungspipeline, die normierte und kalibrierte Haubentemperaturdaten auf Basis einzelner Parzellen liefert.