Condições de cereais orelhão contando em campo usando imagens RGB zenital

Resumo

Apresentamos um protocolo para contar com orelhas de cevada e trigo duro, usando cor natural (RGB) digital fotografias tiradas na luz natural do sol em condições de campo. Com ajustes mínimos para os parâmetros da câmera e algumas limitações de condições ambientais, a técnica fornece resultados precisos e consistentes em uma variedade de estágios de crescimento.

Resumo

Densidade de orelha, ou o número de ouvidos pelo medidor quadrado (orelhas/m²), é um foco central em muitos campos de cereais programas, tais como trigo e cevada, que representa um componente importante de rendimento agronómico para estimar o rendimento de grãos de criação. Portanto, uma técnica rápida, eficiente e padronizada para avaliar a densidade de orelha ajuda na melhoria da gestão agrícola, proporcionando melhorias nas previsões de rendimento pré-colheita, ou até mesmo poderia ser usada como uma ferramenta para colheita de reprodução quando foi definido como uma característica de importância. Não só são as técnicas atuais para orelha manual avaliações de densidade trabalhosas e demoradas, mas eles também são sem qualquer protocolo padronizado oficial, seja por metro linear, quadrante da área, ou uma extrapolação com base na densidade de orelha de plantas e vegetais contagens de pós-colheita. Uma orelha automática contagem algoritmo é apresentada em detalhe para estimar a densidade de orelha com apenas luz solar iluminação em condições de campo com base na cor natural zenital (nadir) (vermelho, verde e azul [RGB]) imagens digitais, permitindo alta produtividade medidas padronizadas. Diferentes ensaios de campo de trigo duro e cevada distribuídos geograficamente em Espanha durante a 2014/2015 e 2015/2016 temporadas de colheita em regadio e sequeiro ensaios foram utilizados para fornecer resultados representativos. O protocolo de três fases inclui estágio de crescimento de colheita e planejamento de condição de campo, diretrizes de captura de imagem e um algoritmo de computador de três etapas: (i) um filtro de frequência do Laplaciano remover artefatos de baixa e alta-frequência, (ii) um filtro mediano para reduzir o alto ruído e (iii) segmentação e contando com picos máximos locais para a contagem final. Pequenos ajustes para o código do algoritmo devem ser feitos correspondente para a resolução da câmera, distância focal e distância entre a câmera e o dossel da cultura. Os resultados demonstram uma taxa de êxito elevada (superior a 90%) e R² valores (de 0,62-0,75) entre as contagens de algoritmo e conta com a orelha manual baseada em imagem para o trigo e a cevada.

Introdução

A utilização de cereais do mundo em 2017/2018 é relatada a expandir-se em 1% no ano anterior,¹. Baseado sobre as mais recentes previsões para utilização população e produção de cereais, cereais do mundo precisam de ações para aumentar a produtividade em um ritmo mais rápido para atender a crescente demanda, enquanto também, adaptando-se a aumentar os efeitos da mudança de clima². Portanto, há um foco importante na melhoria do rendimento em culturas de cereais, através da melhoria das culturas técnicas de reprodução. Dois dos cereais mais importantes e colhidos na região do Mediterrâneo são selecionados como exemplos para....

Protocolo

1. prefield a fase de crescimento das culturas e das condições ambientais

1. Certifique-se de que o estágio de crescimento de colheita é aproximadamente entre o enchimento de grãos e perto de maturidade de colheita, com orelhas que são ainda verdes, mesmo se as folhas são senescentes (que corresponde, no caso de trigo ao intervalo 60-87 de escala^{16 dos Zadoks}). Alguns amarelecimento das folhas é aceitável, mas não necessário.
2. Preparar um plano de amostragem para captura de imagem com várias repetições (fotos por parcela) a fim de capturar a variabilidade/área de plotagem; o algoritmo de processamento de imagem irá contar o núme....

Resultados

Na Figura 8, os resultados mostram que o coeficiente de determinação entre a densidade de orelha (número de orelhas por medidores quadrados) usando a contagem manual e a orelha contando o algoritmo para o trigo e a cevada em três estágios de crescimento de culturas diferentes. O primeiro é o trigo duro com a escala de um Zadoks entre 61 e 65 (R² = 0.62). A segunda é cevada da dois-fileira com escala de um Zadoks entre 71 e 77 (R.......

Discussão

Maior agilidade, precisão e consistência são a chave para desenvolver ferramentas úteis fenotipagem de novo para ajudar a Comunidade da colheita-reprodução nos seus esforços para aumentar o rendimento de grãos, apesar das pressões negativas relacionadas à mudança climática global. Avaliações de eficientes e precisas da densidade de orelha de cereais, como um importante componente Agronômico do rendimento de grampo importante para as culturas, ajudará a fornecer as ferramentas necessárias para a alimenta?.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
ILCE-QX1 Camera	Sony	WW024382	Compact large sensor digital camera with 23.2 x 15.4 mm sensor size.
E-M10 Camera	Olympus	E-M10	Compact large sensor digital camera with 17.3 x 13.0 mm sensor size.
Multipod Monpod	Sony	VCT MP1	"Phenopole" in the JoVE article
Computer	Any PC/Mac/Linux	--	Data and image analysis
ImageJ/FIJI (FIJI is just Image J)	NIH	http://fiji.sc	Plug-in and algorithms for data and image analysis
Circle/Metal Ring	Generic	Generic	Metal ring for in-field validation
Crab Pliers Clip	Newer	90087340	Circle support and extension arm