Cyfrowe obrazowanie roślin

Fot. Maciej Niedziółka

Centrum Fenomiki Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie zlokalizowane na terenie Gospodarstwa Doświadczalnego Felin otwarto oficjalnie 6 maja. Podczas uroczystości prof. Maria Mrówczyńska, podsekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego, powiedziała, że nowoczesne obiekty tej klasy otworzą przed lubelskimi badaczami nowe perspektywy naukowe, umożliwią im rozwój kontaktów naukowych i uzyskiwania grantów na dalsze prace. Nowoczesne laboratoria zachęcą młodzież do studiowania w tej uczelni i pozytywnie wpłyną na jakość kształcenie studentów. Dzięki tym laboratoriom rośnie szansa na komercjalizację wyników badań, m.in. związanych z bezpieczeństwem żywności. To wszystko będzie miało pozytywny wpływ na rozwój miasta i regionu, którego gospodarka opiera się także na produkcji i przetwórstwie żywności.

Prof. Krzysztof Kowalczyk, rektor UPL, scharakteryzował nowo otwarty kompleks: – To najnowszy obiekt w Polsce wyposażony w urządzenie do automatycznego cyfrowego fenotypowania roślin oraz kompleks szklarni i fitotronów z możliwością regulowania wielu czynników determinujących wzrost i plony roślin. (…) Zmieniające się warunki klimatyczne i związane z nimi coraz częstsze ekstremalne zjawiska pogodowe utrudniają produkcję rolniczą i ogrodniczą, stawiając nowe wyzwania zarówno przed producentami, hodowcami roślin, jak i nauką. Te problemy musimy skutecznie rozwiązywać, aby zapewnić żywność dla naszego kraju i rosnącej populacji ludzkiej na świecie. I temu m.in. mają służyć badania prowadzone w Centrum Fenomiki Roślin.

Dalej rektor UPL opisywał konteksty naukowe badań prowadzonych w nowych laboratoriach: – Zmieniające się wymagania metodyczne i rozwój nowoczesnych technik badawczych, w tym obrazowania i diagnozowania, wymusza automatyzację i cyfrową dokumentację analizowanych obserwacji i wyników badań. Centrum Fenomiki Roślin, wraz z fitotronami i zautomatyzowanym systemem do cyfrowego obrazowania roślin oraz infrastrukturą laboratoryjną z zakresu kultur in vitro i badań molekularnych, umożliwi realizację nowatorskich badań. Ośrodek jest wyposażony w automatyczny system sterowania światłem i klimatem oraz dozowania pożywki i fertygacji. Możliwy jest wybór długości fali do naświetlania, napowietrzenie, koncentracja pary wodnej i ditlenku węgla. Zwrócił też uwagę na to, że CFR wpisuje się w Strategię Rozwoju Województwa Lubelskiego na lata 2021-2030, która m.in. zakłada wsparcie naukowo-badawcze w zakresie rozwoju sektora rolniczego oraz gospodarki żywnościowej.

– Jestem pewien, że dysponując taką infrastrukturą, Lublin będzie jednym z wiodących ośrodków nowatorskich badań nad roślinami wykorzystywanymi nie tylko dla celów rolniczych i żywieniowych, ale także farmaceutycznych, kosmetycznych i przemysłowych – kończył prof. K. Kowalczyk.

Kompleks CFR składa się z nowoczesnej wielonawowej szklarni zintegrowanej z budynkiem zaplecza technicznego i laboratoryjnego. Nowa szklarnia ma powierzchnię użytkową ponad 1700 m2. Składa się z 5 naw (trzy nawy o wymiarach 32×8 m, dwie nawy podzielone na 4 boksy 8×8 m) oraz zadaszenia, gdzie możliwe jest utrzymywanie roślin w warunkach zewnętrznych z ochroną przed opadami i nawadnianiem kropelkowym. Szklarnia wyposażona jest w innowacyjne rozwiązania umożliwiające zarządzanie klimatem, pozwalające na regulację temperatury, wilgotności, dokarmianie roślin dwutlenkiem węgla oraz doświetlanie systemem najnowocześniejszych lamp LED o regulowanej intensywności światła.

Centralnym elementem obiektu jest szklarnia wyposażona w system do automatycznego fenotypowania roślin typu ‘plant-to-sensor’ PlantScreenTM Modular System firmy PSI (Photon Systems Instruments) spol. s r.o., umożliwiający precyzyjną analizę wzrostu, rozwoju roślin oraz ich reakcji na różnorodne czynniki zewnętrzne. Jest on wyposażony w szereg sensorów pozwalających na wielowymiarową analizę obrazowanych roślin uwzględniającą: analizę fluorescencji chlorofilu, analizę RGB w świetle widzialnym (obrazowanie roślin zarówno z góry, jak i z boku), analizę hiperspektralną (VNIR – Visible and Near Infrared i SWIR – Short Wavelength Infrared), skanowanie laserowe 3D.

Ponadto system wyposażony jest w 4 stacje aplikacji wody i/lub środków ochrony roślin, biostymulatorów itp. oraz komorę do automatycznego oprysku roślin. Umożliwia to jednoczesną analizę od 600 do nawet 12 000 roślin w zależności od wielkości doniczek, w których rosną. Na chwilę obecną jest to jedyny zainstalowany w Polsce system pozwalający na wysokoprzepustowe obrazowanie roślin rosnących w kontrolowanych warunkach.

Obiekty Centrum Fenomiki Roślin wyposażone są w rozwiązania pozwalające na oszczędność wody i energii elektrycznej oraz zmniejszenie wpływu ich eksploatacji na środowisko naturalne, obejmujące m.in. szczelne zbiorniki umożliwiające zbieranie wody opadowej z połaci dachowej kompleksu szklarni i jej wykorzystanie do zasilania instalacji nawodnieniowej w szklarniach, neutralizator ścieków czy zestaw ogniw fotowoltaicznych.

Koszt budowy obiektu wraz z wyposażeniem wyniósł około 19 200 000 zł brutto, natomiast koszt zakupu i instalacji systemu do zautomatyzowanego fenotypowania roślin około 10 400 000 zł brutto.