Bruk av droner og roboter som verktøy i planteforedlingen. Morten Lillemo NJF årsmøte

Transkript

1 Bruk av droner og roboter som verktøy i planteforedlingen Morten Lillemo NJF årsmøte

2 ton/hectare Avlingene har stagnert 6 Norwegian wheat yields Year 2

3 Hvordan produsere mer mat med begrensa ressurser? Bedre agronomi Bedre sorter planteforedling Precision agriculture Precision genetics 3

4 Tradisjonell planteforedling Year 1 Parent 1 x Parent 2 Crossing Year 2 F 1 Bulk seed Kan vi gjøre dette mer effektivt? Year 2 F 2 Space planting, pick heads Year 3 F 3 Head rows, select the best families Year 5 F 4 Small plots, select the best families Year 6 F 5 Small plots, select the best families Year 7 F 6 Small plots, pick heads within selected familes Year 8 F 7 Head rows, select the best lines Year 9 F 8 Unreplicated yield trial Year F 9 -F 10 Replicated yield trials Year F 11 -F 13 Official variety testing Year 15 Cultivar release 4

5 Seleksjonsmetoder Visuell bedømming Sensorer Genetiske markører 5

6 En strategisk allianse med fakultetet for realfag og teknologi Robotikk Bildeanalyser 6

7 Utprøving av fenotypingsmetoder i praksis sommeren 2016 Sammenligning av robot og drone til bildetaking i avlingsforsøk med hvete Bildeanalyser: Eivind Bleken Gunnar Lange Ingunn Burud Robotikk: Lars Grimstad Pål Johan From 7

8 Multispektrale bilder Healthy Plant Stressed Plant Soil Parrot Sequoia DJI Phantom 3 Thorvald I 8

9 Estimering av frisk biomasse Normalized Difference Vegetation Index (NDVI): NDVI NIR NIR Red Red Healthy Plant Stressed Plant Soil MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI): MTCI NIR Rededge Redege Red 9

10 Avlingsforsøk i vårhvete 24 vårhvetesorter og foredlingslinjer fra 1972 til i dag To nitrogennivå 7.5 kg N/daa 15 kg N/daa Avling og kornkvalitet Multispektrale bilder Robot Drone 10

11 Forskningsspørsmål: Sammenligning av plattformer: Plantedekke/tidlig vigør Aksskytingsdato Biomasse (NDVI) Strålengde Gulmodningsdato Kan vi estimere avling ut fra disse målingene?? 11

12 NDVI kart 17/06 18/07 10/08 12

13 NDVI gjennom sesongen 1.00 Aksskyting 0.90 NDVI Bjarne 75 kg N/ha Demonstrant 75 kg N/ha Reno 75 kg N/ha Bjarne 150 kg N/ha Demonstrant 150 kg N/ha Reno 150 kg N/ha Heading Days after sowing 13

14 Yield (t/ha) NDVI rett etter blomstring korrelerer med avling Yield vs NDVI at anthesis kg N/ha 150 kg N/ha R² = Each dot represents one field plot NDVI 14

15 Yield (t/ha) Yield (t/ha) Er det noen sortsforskjeller? Grain yield vs NDVI Grain yield vs MTCI R² = R² = NDVI MTCI 15

16 Yield (t/ha) NDVI Days to maturity Sortene etter godkjenningsår Grain yield NDVI Days to maturity y = 0.021x R² = y = x R² = Year of release Year of release Year of release 16

17 Nærbilder fra roboten 17

18 Nytt prosjekt: Virtual phenomics 4-årig KPN:

19 Ny versjon av Thorvald tilpasset feltforsøk Thorvald I brukt i 2016 Thorvald II Modulbasert Høy bakkeklarering Smalere hjul 19

20 Tradisjonell planteforedling Year 1 Parent 1 x Parent 2 Crossing Year 2 F 1 Bulk seed Genomseleksjon + Multispektrale bildeanalyser Kan vi gjøre dette mer effektivt? Year 2 F 2 Space planting, pick heads Year 3 F 3 Head rows, select the best families Year 5 F 4 Small plots, select the best families Year 6 F 5 Small plots, select the best families Year 7 F 6 Small plots, pick heads within selected familes Year 8 F 7 Head rows, select the best lines Year 9 F 8 Unreplicated yield trial Year F 9 -F 10 Replicated yield trials Year F 11 -F 13 Official variety testing Year 15 Cultivar release 20

21 21