• Plants3

Hyperspectrale beeldvorming en de verzilting van ons landbouwgrond

Plant Phenotyping

Op dit moment wordt 20% van ’s werelds landbouwgebied aangetast door het zoutgehalte in de bodem. Dit zorgt voor ernstige milieudruk dat negatieve gevolgen heeft op de productiviteit van gewassen. Gezien de voorspelling dat in 2050 de stijgende verzilting invloed zal hebben op meer dan 50% van alle wereldwijde akkerbouw landmassa, met de inachtneming dat de wereldbevolking sneller groeit dan ooit tevoren, kunnen we concluderen dat dit een dringende kwestie is.

Planten kunnen onderverdeeld worden in twee categorieën op basis van het vermogen om te groeien in een verzilte bodem, namelijk glycophytes en halophytes. Zonder al teveel in detail te treden, worden de meeste gewassen beschouwd als glycophytes en deze tolereren geen zoutgehalte. Daarentegen zijn halophytes in staat om te gaan met het verhoogde zoutgehalte rondom de wortel-structuur. Uitbreiding van de kennis die wij hebben op de ecologische, biologische en evolutionaire patronen van de twee soort gewassen, moeten leiden tot de ontwikkeling van meer zout resistente gewassen.

In het algemeen zullen gezonde gewassen het merendeel van het zichtbare licht dat bereikt wordt absorberen, terwijl een groot deel van het infrarode licht in de omgeving gereflecteerd wordt. Daarentegen reflecteren ongezonde gewassen het merendeel van het zichtbare licht en minder van het infrarode licht in de omgeving. Deze effecten kunnen goed geobserveerd worden door hyperspectral imaging, zoals weergeven in de afbeelding hiernaast.

De bladeren in de afbeelding zijn afkomstig van de sojabonen plant. Plant A en B zijn niet blootgesteld aan een verzilte bodem, terwijl plant C en D dit wel zijn. Plant A en C hebben dezelfde genotypen en B en C hebben dezelfde genotypen. Plant C toont duidelijke beschadigingen die gerelateerd zijn aan de zout omstandigheden, terwijl plant D dit niet heeft. Om deze reden kunnen we concluderen dat de genotype van plant D meer resistent is tegen het zoutgehalte en dus een interessant gewas is voor verdere ontwikkeling.

Experimenten zoals deze laten het potentieel van hyperspectral imaging zien als een relatief goedkope, niet-invasieve methode voor plantonderzoek. Deze methode zal in een vroeg stadium bijdragen aan de beoordeling van de gevolgen van het zoutgehalte aan gewassen, met daarbij het identificeren en selecteren van tolerante soorten voor de verdere ontwikkeling.

Voor meer informatie over hyperspectral imaging en hoe wij deze methode toepassen in onze systemen kunt u contact opnemen met WPS.

Sytar, O., et al., Applying hyperspectral imaging to explore natural plant diversity towards improving salt stress tolerance, Sci Total Environ (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.08.014

Terug naar het overzicht