Deteksjon av optiske signaler fra landbruksvekster angrepet av sopp

Kirkejordet 2021-cropped1

Vårhvete i forsøksfelt, Ås, 2021

Foto: Andrea Ficke

Når et sopp-patogen har landet på en plante og har kommet seg inni plantevevet, reagerer planten fysiologisk.

Plantens reaksjoner kan føre til endringer i bladfarge, evne til fordamping, eller refleksjon av lys. Samspill med solas innstråling kan endre temperatur og optisk signatur av angrepet plantevev sammenlignet med friskt vev (se Figur 1. til venstre).

Teknologisk utvikling gir nye muligheter

Rask teknologisk utvikling av optiske sensorer med høy sensitivitet de siste årene åpner for å utnytte disse fysiologiske endringene til tidlig deteksjon av soppangrep (se Figur 2. under)

NIBIOs prosjekt ‘Stressless’ hadde som mål å utvikle sensorer for steds-spesifikk bekjemping av sopp og presisjonsgjødsling basert på dagens optiske sensorer. Vi testet sensorene på droner og på kort avstand til plantene.

Algoritmene som ble utviklet kunne skille mellom hveteplanter med og uten soppsjukdommen meldugg. NIBIO Senter for presisjonsjordbruk har videreført arbeidet. Med bildeanalyse er det er fullt mulig å detektere forskjell mellom ulike sykdomsfremkallende patogener på enkeltblader av hvete og andre vekster. Men det er langt mer krevende å måle og finne karakteristiske optiske signaturer i en hel plantebestand, som det er behov for i en kornåker for eksempel. Maskinlæring har katalysert analysemuligheter for digitale bilder og åpner nye muligheter for bildeanalyse og sjukdomsdeteksjon.

Figur-Optical sensors Mahlein 2016.png
Figur 2.: Ulike sensorer for fenotyping av planter (Kilde: Mahlein et al., 2016)
KONTAKTPERSON
Figur-Mahlein et a 2016 Fig 3.png
Figur 1. A ‘Leaf-Light interaction’ and B ‘Leaf-pathogen interactions’ (Kilde: Mahlein et al., 2016)
Sykdomsangrep-i-hvetefelt.jpg
Forsker Krzysztof Kusnierek ved NIBIO, måler sjukdomsangrep i et hvetefelt med optiske sensorer i prosjekt ‘Stressless’. Foto: NIBIO