Getreide Ernte Ohr zählen im Feld Bedingungen mit zenitalen RGB-Bilder

Zusammenfassung

Wir präsentieren ein Protokoll zum zählen von Hartweizen Weizen und Gerste Ohren, mit natürlichen Farben (RGB) digitale Fotografien in natürlichem Sonnenlicht unter Feldbedingungen. Mit minimalen Anpassungen für Kamera-Parameter und Umgebungsbedingungen Einschränkungen bietet die Technik präzise und konsistente Ergebnisse in verschiedenen Entwicklungsstadien.

Zusammenfassung

Ohr Dichte oder die Anzahl der Ohren pro Quadratmeter (Ohren/m²), ist ein wichtiger Schwerpunkt in vielen Getreide Zuchtprogramme, wie Weizen und Gerste, eine wichtige agronomische Ausbeute Komponente für die Schätzung der Kornertrag darstellen. Daher eine schnelle, effiziente und standardisierte Technik zur Beurteilung Ohr Dichte würde helfen bei der Verbesserung der Landbewirtschaftung, Verbesserungen in preharvest Ertrag Vorhersagen oder sogar genutzt werden als Werkzeug für die um Ernte zu Zucht, wenn es definiert wurde als Merkmal von Bedeutung. Nicht nur sind die aktuellen Techniken für manuelle Ohr Dichte Bewertungen mühsam und zeitaufwändig, sondern sie sind auch ohne irgendwelche offiziellen standardisierten Protokoll per Laufmeter, Bereich Quadranten, oder eine Hochrechnung basierend auf Ohr Pflanzendichte und Pflanze postharvest zählt. Eine automatische Ohr zählen Algorithmus wird im Detail vorgestellt, Ohr Dichte mit nur Sonnenlicht Beleuchtung unter Feldbedingungen Schätzung basierend auf zenitalen (Nadir) natürliche Farbe (rot, grün und blau [RGB]) digitale Bilder, so dass für Hochdurchsatz- Standardisierte Messungen. Verschiedenen Feldversuchen Durum-Weizen und Gerste, die geografisch verteilt in ganz Spanien während der 2014/2015 bis 2015/2016 Ernte Jahreszeiten in bewässert und Rainfed Studien wurden verwendet, um repräsentative Ergebnisse zu liefern. Das drei-Phasen-Protokoll umfasst Ernte Wachstumsphase und Feld Zustand Planung, Image Capture Leitlinien, und einen Computer-Algorithmus aus drei Schritten: (i) ein Laplace Frequenzfilter, nieder- und hochfrequente Artefakte, (Ii) ein Medianfilter zum Abbau hoher entfernen Lärm, und (Iii) Segmentierung und zählen mit lokaler Maxima Gipfel für die endgültige Anzahl. Kleinere Anpassungen an den Algorithmus-Code müssen entsprechend der Kameraauflösung, Brennweite und Abstand zwischen der Kamera und die Ernte Baldachin erfolgen. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Erfolgsquote (mehr als 90 %) und R-² -Werte (von 0,62-0,75) zwischen der Algorithmus zählt und das manuelle Image-basierte Ohr zählt für Durum-Weizen und Gerste.

Einleitung

Die Welt-Getreide-Auslastung in 2017/2018 wird berichtet, um 1 % gegenüber dem Vorjahr¹erweitern. Basierend auf die neuesten Vorhersagen für Getreide Produktion und Bevölkerung Auslastung, Welt-Getreide Bestände Erträge mit einer schnelleren Rate zu erhöhen, um die wachsenden Anforderungen, auch zur Steigerung der Wirkung von Climate Change²anzupassen müssen. Daher ist ein wichtiger Schwerpunkt auf Verbesserung der Ausbeute Getreide durch verbesserte Ernte Zuchttechniken. Zwei der wichtigsten und geernteten Getreide im Mittelmeerraum werden nämlich als Beispiele für diese Studie ausgewählt, Hartweizen (Triticum Aesti....

Protokoll

1. prefield Ernte Wachstumsphase und Umweltbedingungen

1. Darauf achten, dass die Ernte Wachstumsphase ist etwa zwischen Getreide füllen und in der Nähe von Ernte Reife, mit Ohren, die noch grün sind, auch wenn die Blätter seneszenten sind (das entspricht bei Weizen auf den Zadoks Skala¹⁶60-87). Einige Gelbfärbung der Blätter ist akzeptabel, aber nicht notwendig.
2. Bereiten Sie ein Probenahmeplan für Bilderfassung mit verschiedenen Wiederholungen (Bilder pro Parzelle) um die Zeichnungsfläche/Variabilität erfassen; die Bildverarbeitungs-Algorithmus wird die Anzahl der Ohren im Bild und konvertieren, die in Ohren pro Quadratmeter (....

Ergebnisse

In Abbildung 8, zeigen die Ergebnisse der Bestimmung Koeffizient zwischen der Ohr-Dichte (Anzahl der Ohren pro Quadratmeter) mit manuellen Zählung und das Ohr zählen Algorithmus für Weizen und Gerste zu drei verschiedenen Ernte Entwicklungsstadien. Die erste ist Durum-Weizen mit einem Zadoks Skala zwischen 61 und 65 (R² = 0,62). Das zweite ist zweizeilige Gerste mit einem Zadoks Skala zwischen 71 und 77 (R² = 0,75), und.......

Diskussion

Erhöhte Beweglichkeit, Konsistenz und Präzision sind der Schlüssel zur Entwicklung von neuen Phänotypisierung Werkzeuge unterstützen die Pflanzenzüchtung Gemeinschaft in ihren Bemühungen um Kornertrag trotz des negativen Drucks, die Bezug auf den globalen Klimawandel zu erhöhen. Effiziente und genaue Einschätzungen der Getreide Ohr Dichte, hilft wie ein agronomischen Hauptbestandteil der Ausbeute an wichtiges Grundnahrungsmittel ernten, die Werkzeuge für die Fütterung von künftiger Generations zur Verfügung zu stellen. M.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
ILCE-QX1 Kamera	Sony	WW024382	Kompakte Digitalkamera mit großem Sensor und einer Sensorgröße von 23,2 x 15,4 mm.
E-M10 Kamera	Olympus	E-M10	Kompakte Digitalkamera mit großem Sensor und einer Sensorgröße von 17,3 x 13,0 mm.
Multipod Monpod	Sony	VCT MP1	"Phenopole" im JoVE-Artikel
Computer	Jeder PC/Mac/Linux	--	Daten- und Bildanalyse
ImageJ/FIJI (FIJI ist nur Image J)	NIH	http://fiji.sc	Plug-in und Algorithmen für die Daten- und Bildanalyse
Kreis/Metallring	Generisch	Generischer	Metallring für die In-Field-Validierung
Crab Zange Clip	Neuer	90087340	Circle Stütz- und Verlängerungsarm