THE NEXT FRUIT 4.0

Hassas meyve yetiştiriciliğinde inovasyon için bitkiler hakkında bildiklerimiz ve robotik arasındaki benzersiz etkileşim

Yazar : Dr. Jochen Hemming

The Next Fruit 4.0 projesi; her biri hassas meyve yetiştirme alanında robotik gibi teknolojilerin geliştirilmesi için çalışan 35 kadar ortak tarafından yürütülüyor.

The Next Fruit 4.0 projesinin web sayfası : https://www.wur.nl/nl/onderzoek-resultaten/onderzoeksprojecten-lnv/soorten-onderzoek/kennisonline/the-next-fruit-4.0.htm

sayfa maalsef sadece flemenk dilinde mevcut

Projenin ana temaları arasında dijitalleşme, hassas ürün koruma, işgücü optimizasyonu, robotizasyon ve hepsinden önemlisi kârlılık yer alıyor. Vision+Robotics araştırmacısı Jochen Hemming ile budamanın zorlukları, uygun bir kamera arayışı ve ilk başarılı robotik armut hasadı hakkında bir yazıyı sizin için çevirdik.

The Next Fruit 4.0, Fruit 4.0 olarak da bilinen bir kamu-özel sektör ortaklığı projesi olan PPP Precision Horticulture’ın devamı niteliğindedir. Fruit 4.0 projesi, yeni teknoloji ve veri yönetimi kullanılarak Hollanda meyve yetiştiriciliği sektöründe nelerin başarılabileceğini göstermiştir.

Genel olarak proje, meyve yetiştiriciliğinin ve tedarik zincirinin sürdürülebilirliğini iyileştirmek, verimi en üst düzeye çıkarmak ve maliyetleri en aza indirmek için birlikte çalışan özel sektör temsilcilerinden ve meyve yetiştiricilerinden oluşan geniş bir ortaklıktır. The Next Fruit 4.0‘ın önemli bir özelliği, ABD üniversiteleri ve özel sektör aktörleriyle işbirliğini kolaylaştıran Washington Ağaç Meyveleri Araştırma Komisyonu tarafından yapılan mali katkıdır

Proje 6 iş birimine ayrılmıştır. Bunlar;

  • Sensörler (Sensing)
  • Yönetim bilgisi (Management information)
  • Robotizasyon – Otomatizasyon
  • Önkoşullar (Preconditions)
  • Uygulama, ekonomik doğrulama ve inovasyonun benimsenmesi (Implementation, economic validation and innovation adoption)
  • inovasyon çemberi (An innovation circle)

Burada yapılan iş; ürünü hassas bir şekilde koruma amacıyla ağaçları, dallarını, meyveleri, çiçekleri ayırt edebilme yeteneklerini gerektirir. Stresi, hastalıkları ve zararlıları tespit amacıyla hassas sensör teknolojisine sahip olmak da gerekir. Bu da özellikle armutların robotik budanması ve hasadı ile frenk üzümü çalılarının budanması için tutucuların kullanılması anlamına geliyor.

Bir tüketici için bir armut ağacının budanması ile bir frenk üzümü çalısının budanması arasında bir fark yoktur ama işin içindekiler bunun böyle olmadığını bilirler. Artık Dr. Hemming de biliyor

Joanna Stołowicz on Unsplash and Eva Borzini on Pexels

En büyük sorunlardan biri; bitişik meyve çalılarına ait dalların birbirlerinin içinden geçerek büyümesidir. Bir çalının spesifik yapısını tanımlamak görüş ve robotik açısından zorlayıcıdır, çünkü sensörlerin ve temel algoritmaların hangi dalın hangi çalıya ait olduğunu belirlemesi gerekir. Bunu yapabilirseniz, bir meyve çalısını budamak aslında bir armut ağacını budamaktan daha kolaydır. Meyve yetiştiricileri tarafından meyve çalılarını budamak için kullanılan teknik, armut ağaçları için kullanılan yönteme göre daha az spesifik ve hedefe yöneliktir. Teknolojik açıdan bakıldığında, beş ila 10 yıl önce mümkün olduğunu düşünmediğimiz zorlukların üstesinden gelmeye hazırız. Bunun nedeni kısmen artık daha fazla bilgi işlem gücüne sahip olmamız ve özellikle de artık yapay zeka ve derin öğrenme algoritmalarına sahip olmamızdır

Randwijk Research Lab’de başarılı bir armut hasadı gerçekleştirildi, yukarıdaki videoda hasada ilişkin videoyu izlediğinizde robotun yavaşlığı dikkatinizi çekmiş olabilir, proje henüz gelişim aşamasında olduğu için güvenlik sebebi ile robot hızı sınırlandırılmış ve yanında acil durumda sistemi kapatması için bir görevli beklemiştir.

Haberin tamamına buradan ulaşabilirsiniz.

Bu haberde https://www.deepl.com/translator sayfasından yararlanılmıştır.

Bilgisayar modellemeleri, bağcıların kısalan kış koşullarına adaptasyonuna yardımcı olabilir.

Yazar : Krishna Ramanujan

İklim değiştikçe kış gittikçe kısalıyor, bağlar ve ağaçlar yılın daha erken bir zamanı tomurcuklanmaya başlıyor, bu sebeple tomurcuklanma sonrası soğuk hava ve/veya don zararı ile karşılaşma ve ciddi verim kayıpları riski artıyor.

Cornell araştımacılarınca geliştirilen don zararı oluşturabilecek sıcaklıkları tahmin eden simülasyon üreticilerin soğuk konusundaki endişelerini minimuma indirebilir, ve hasar oluşması durumunda sezon içinde planlama yapmalarına yardımcı olabilir.

Halka ücretsiz olarak açık olan bu modelde A.B.D’nin kuzey doğusundaki üreticiler birkaç bin meteoroloji istasyonundan kendilerine en yakın olanı seçebilir ve 12 üzüm çeşidi için birkaç derece hassasiyet ile tomurcukların dondan zarar görüp görmeyeceğini tahmin edebilirler.

Model, Cornell Universitesi Bahçe bitkileri bölümü hocalarından Jason Londo’nun danışmanlığını yaptığı doktora öğrencisi Hongrui Wang tarafından geliştirildi. Modelin yaklaşımının anlatıldığı makale de Horticulture Research, Volume 11, Issue 2, February 2024 sayısında yayımlandı

Makalenin tamamı için: https://doi.org/10.1093/hr/uhad286

“Farklı üzüm çeşitlerinin soğuğa dayanımları da farklıdır ve bu dayanıklılık kış ilerledikçe U şeklinde bir eğri çizerek değişir. Bütün üzüm çeşitleri kışın ortasında daha soğuk sıcaklıklara toleranslıdır, ancak kışın başında ve ilkbaharda soğuğa daha az toleranslıdır.”

Havaların ısınması, don zararı riskinin azalacağı anlamına gelmez

Jason Londo

“Model bir don zararı öngörürse, yetiştirici hasarın boyutuna ve zamanlamasına bağlı olarak, normalden daha az budama yapabilir ve asmada daha fazla tomurcuk bırakabilir. Eğer yetiştirici normalde bir omcada 10 tomurcuk bırakıyorsa ve beklenen donun %50 hasara neden olacağını düşünürse, yetiştirici bu kez hasarın bir kısmını telafi etme umuduyla 20 tomurcuk bırakabilir. Yine eğer çok ağır bir zarar beklentisi oluşursa , sezonun geri kalanını bu bilgiyle planlayabilir, ürün sigortası yaptırabilir veya meyvelerinin bir kısmını başka bir yerden temin edebilir.”

Haberin tamamı için : https://news.cornell.edu/stories/2024/03/computer-model-helps-grape-growers-adapt-shorter-winters

Moleküler bitki patolojisinde en önemli 10 virüs

Özgün makale adı: Top 10 plant viruses in molecular plant pathology
Yazarlar : KAREN-BETH G. SCHOLTHOFSCOTT ADKINSHENRYK CZOSNEKPETER PALUKAITISEMMANUEL JACQUOTTHOMAS HOHNBARBARA HOHNKEITH SAUNDERSTHIERRY CANDRESSEPAUL AHLQUISTCYNTHIA HEMENWAYGARY D. FOSTER
DOI : https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2011.00752.x

Bir çok bilimci, hepsi olmasa bile, kendi çalıştıkları bitki virüsünün “en önemli virüsler listesi”nde olması gerektiğini düşünür, ancak burada şöyle bir sorun var, böyle bir liste yok!

Bu review’in amacı Molecular Plant Pathology dergisi ile bağlantı halindeki araştırmacılarla bir anket yapıp bilimsel ve ekonomik önem kriterlerine göre “Top 10” listesinde yer alabilecek virüsleri sorup böyle bir listeyi hazırlamaktır. Uluslararası topluluktan 250 kadar araştırmacı ile yapılan anket sonucunda bir liste hazırlandı.

Table 1. Top 10 Bitki Virüsleri. Bu tablo Molecular Plant Pathology dergisinin yaptığı anket sonucu uluslararası bitki patoloji camiasınca yanıtlanan ankete göre hazırlanmıştır.

RankVirusAuthor of virus description
1Tobacco mosaic virus (TMV)Karen-Beth G. Scholthof
2Tomato spotted wilt virus (TSWV)Scott Adkins
3Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV)Henryk Czosnek
4Cucumber mosaic virus (CMV)Peter Palukaitis
5Potato virus Y (PVY)Emmanuel Jacquot
6Cauliflower mosaic virus (CaMV)Thomas Hohn and Barbara Hohn
7African cassava mosaic virus (ACMV)Keith Saunders
8Plum pox virus (PPV)Thierry Candresse
9Brome mosaic virus (BMV)Paul Ahlquist
10Potato virus X (PVX)Cynthia Hemenway

Virüsler konusunda oldukça bilgilendirici olan makalenin tamamının linkini aşağıda verdik. Makalenin tamamında listedeki tüm virüsler Tablo 1’deki yazarlar tarafından derli toplu bir şekilde açıklanmış ve neden bu listeye girdikleri kısaca tartışılmıştır.

Kaynak : https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1364-3703.2011.00752.x

Mikrobiyomlara yakından bakmak : Ekosistemlerde hayati rol oynayan minik predatörlere merhaba deyin!

Yazar : Alejandro Berlinches de Gea

Kaynak : https://www.wur.nl/en/news-wur/show-1/zooming-in-on-microbiomes-meet-the-tiny-predators-that-are-vital-for-ecosystems.htm

Minik Avcılar

Alejandro Berlinches de Gea, protistler ve nematodlar üzerine Wageningen üniversitesinde çalışan bir araştırmacı. Bu küçük organizmalar; bakteri, fungi ve toprak patojenleri ile beslenen yeraltı predatörleridir. Alejandro, mikroskop altında gördükleri ile adeta büyülenmişti “protistalar nematodların peşinden gidiyor, tıpkı aslanlar gibi sürüler halinde avlanıyorlar!”

Araştırmalar bize, toprağın biyoçeşitlilik açısından çok önemli bir kaynak olduğunu düşündürüyor. Dünyadaki biyoçeşitliliğin %60 kadarı toprakta olabilir. Protistler, besinleri bitkiler tarafından alınabilecek forma çevirirler, ayrıca bitki patojenleri ile beslenerek ekolojide çok önemli roller oynarlar.

Alejandro Berlinches de Gea, bitkilerin nasıl tepki vereceğini görmek için toprağa gübre ile birlikte protist ve nematodlar da eklemiş; ve araştırma sonucunda bitkiye verilecek gübre miktarını arttırmaktansa toprağa mikrobiyal avcılar bırakarak da verimi artırabileceğini gözlemlemiş.

Videoda bir nematoda sürü halinde saldıran protistler görülüyor.

Size söz konusu araştırmanın çok kısa bir tanıtımını yapmaya çalıştık, eğer ilginizi çektiyse lütfen çalışmanın tam metnine sayfanın başındaki kaynaktan ulaşın.

“Görülebilir Virüsler”

Kaynak makale : “Visible Viruses” https://rdcu.be/dBqaX

Yazar : Martin Kemp

Herpes Virüsünün 150 adet hekzagonal ve 12 adet pentagonal prizmadan mamül ahşap modeli

1960’lı yıllarda insanlığın virüsleri elektron mikroskopları görüntülemeye yeni başladığı zamanlarda; Peter Wildy, Willie Russell ve Bob Horne tarafından elde edilmiş olan elektron mikrograflarından yapılan modelleme

Figür kaynağı : Wildy, P., Russell, W. C. & Horne, R. W. Virology 12, 204-222 (1960).

Multispectral görüntüleme ve Uzamsal-Spektral Makine öğrenimini kullanarak bitki virüs enfeksiyonlarının erken tespiti üzerine bir makale

24 Şubat 2022

Özgün Makale Adı : Early detection of plant virus infection using multispectral imaging and spatial–spectral machine learning

Yazarlar : Peng, Y., Dallas, M.M., Ascencio-Ibáñez, J.T. et al. Early detection of plant virus infection using multispectral imaging and spatial–spectral machine learning. Sci Rep 12, 3113 (2022).

DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-022-06372-8


Uzamsal veri ve Spektral veri nedir?


Uzamsal veri ; bir görüntünün ya da veri setinin coğrafi konumuna ya da yapısına ait veri iken
Spektral veri ; Farklı dalga boylarındaki ışığın incelenen nesne tarafından emilme-yansıtılma miktarına ilişkin verileri ifade eder.


Cassava (Manyok) kahverengi çizgi virüsü, cassava üretimine darbe vurabilecek önemli bir viral hastalıktır. Aslında diğer tüm bitki hastalıklarında olduğu gibi CBSD’nin erken teşhisi daha iyi ürün yönetimi ve daha iyi mücadeleyi sağlar. Hali hazırdaki teknikler yoğun emek gerektiren ve çoğu zaman hatalı sonuçlar verebilen laboratuvar cihazları gerektirir. Makaleyi yazan araştırıcılar el tipi aktif bir multispektral görüntüleme cihazı geliştirdiler. (a handheld active multispectral imaging (A-MSI) device) Bu cihazdan elde edilen verileri de makine öğrenmesi ile birlikte kullanarak gerçek zamanlı bir erken tanı cihazı yapmış oldular. Aktif Multispectral görüntüleme cihazının, pasif MSI cihazından temelde farkı ve avantajı gelişmiş spektral sinyal/gürültü oranı ile Temporal (zamansal) tekrarlanabilirliktir. Makine öğrenmesinde Informasyon birleştirme teknikleri kullanılarak, aktif multispectral görüntüleme ile elde edilmiş olan uzamsal (spatial) ve spektral bilgiler; sağlıklı ve CBSD+ bitkilerin hem duyarlı hem tolerant çeşitlerine inokulasyondan 28 gün gibi kısa bir süre sonra ayrımının yapılabilmesini sağlar. Sözkonusu cihazın uygulamaları çiftçilerin sağlıklı bitkilere ulaşma şansını artırır ve Afrika kıtasında CBSD kaynaklı verim kayıplarını engelleyebilir. Ayrıca yazarlar cihazın başkaca abiyotik ve biyotik stres unsurlarının tespiti için kullanılabileceğini düşünüyorlar. Malum, gerçek dünyada bitkiler bir sürü çevresel, patojen ve çoklu zararlı tehtidi altındadırlar.

Deneme 2’ye ait enfeksiyon sonuçları. (a) TME204 bitkisinin yapraklarına ait 7, 28, 52 ve 87 dpi. lık görüntüler. Her yaprak için simptom skorları parantez içindedir. Beyaz oklar simptom skoru 2 olan örneklerin karakteristik soluk sarı lekelerini göstermektedir. (b) 7 ve 87 günler arası ortalama skorlar (c) Total RNA extractlarının End-point RT-PCR izolatları; Muamelesiz (U), yalancı inokulasyon (M), ve UCBSV-aşılanmış bitkinin 88 dot per inch görüntüsü. Üst panelde UCBSV’ye karşılık gelen 445-bp’lik bir bant gösterilmektedir. Alt panel pozitif kontrol görevi görmektedir.

(a) Araştırmacılarca geliştirilmiş A-MSI sistemi ve (b) bu sisteme ait LED halka ile sensör and sensör odacığı (sensing chamber)

Sharable link :

https://rdcu.be/dBcEX


Telif : This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons CC BY license, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. You are not required to obtain permission to reuse this article.

“Bitkilerdeki viral enfenksiyonların hızlı tanılaması için micro-XRF ve portable-XRF araçlarının birlikte kullanımı: Vaka Çalışması – Çiçekli dişbudakta(Fraxinus ornus L) ASa-Virüs “

1 Eylül 2023

Makale orjinal adı : “Combining micro- and portable-XRF as a tool for fast identification of virus infections in plants: The case study of ASa-Virus in Fraxinus ornus L.”

Yazarlar : Carlo Porfido, Kira Köpke, Ignazio Allegretta, Martina Bandte, Susanne von Bargen, Malgorzata Rybak, Gerald Falkenberg, Tanja Mimmo, Stefano Cesco, Carmen Büttner, Roberto Terzano

DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.124680


  • Micro-XRF, Sağlıklı ve ASa-Virüslü yapraklar arasındaki elementel homeostaz dengesizliğini gösterebilir.
  • Yapraklardaki Ca ve P konsantrasyonları ASa-Virüs ile enfekte Çiçekli dişbudak yapraklarında korelasyon gösterir.
  • Portable-XRF ve K:Ca oranları kullanılarak erken in-situ enfeksiyonları tespit edilebilir.

Bitki virüsleri mikro ve makro besin elementlerinin enfekte bitkideki konsantrasyonlarını odunsu bitkilerde etkileyebilirler. Bu olay doğrudan patojen faaliyeti ya da bitkinin patojene karşı gösterdiği fizyolojik tepki sonunda da olabilir. Bu çalışmada Fraxinus ornus L bitkisinin enfekte (simptomatik) ve sağlıklı (asimptomatik) yaprakları arasında büyük farklılıklar gözlendi. ASaV+ (simptomatik) örneklerde; Fosfor, Kükürt ve Kalsiyumda ciddi miktarda azalma, Potasyum miktarında ise bilakis artış (yoğunlaşma) gözlenmiştir.

139 simptomatik ve asimptomatik yaprak örneği 3 yıl boyunca Potasyum ve Kalsiyum miktarları bakımından portable-XRF cihazı ile incelendi, bu çalışma sonucu K:Ca oranının simptomatik örneklerde kayda değer miktarda fazla bulunduğu gözlendi. Bu eğilim bütün örneklerde ve 3 yıl boyunca gözlendi.

Araştırmacıların yorumuna göre; K:Ca oranı, ASa-Virus için diğer simptomlarla birlikte hızlı, ucuz, indirekt, non-invasive bir teşhis yöntemi olarak kullanılabilir.

Kaynak : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0039914023004319

For all open access content, the Creative Commons licensing terms apply.

Cornell Araştırmacılarınca bulunan yeni bakteri, İklim değişikliği ve Toprak kirleticileri ile savaşıyor

21 Şubat 2020

Keşfedilen bakteri Paraburkholderia cinsine ait olup aromatik bileşikleri bozma yetenekleri ve serbest azotu bağlama yeteneğine sahip olmaları ile bilinirler. Özellikle toprak kirletici olarak bilinen polisiklik aromatik hidrokarbonları parçalayabilirler.

Cornell araştırmacılarından profesör Buckley “Toprak mikroorganizmaları, her yıl insanoğlu tarafından otomobiller, iklimlendirme üniteleri ve güç santrallerince salınan karbonun 7 katı kadar karbonu kendi rutin işleri olan bitkileri parçalayarak dönüştürürler. Bu sebeple topraktaki küçük değişiklikler iklim değişikliği üzerinde çok büyük etkilere yol açabilirler.”

Paraburkholderia madseniana sp. nov. adı verilen bakteri orman ağaçları ile simbiyotik bir ilişki halindedir. Bakteri, orman ağaçlarından karbon ihtiyacını karşılarken organik maddeleri parçalayarak ağaçların ihtiyacı olan nitrojen ve fosforu karşılarlar.

Yazarlar :Roland C. Wilhelm1​, Sean J. L. Murphy1​, Nicole M. Feriancek1​, David C. Karasz1​, Christopher M. DeRito2​, Jeffrey D. Newman3​ and Daniel H. Buckley1​

Kaynak : https://cals.cornell.edu/news/newly-found-bacteria-fights-climate-change-soil-pollutants

“Avrupa, hızla büyüyen iklim değişimi risklerine hazır değil”

Wageningen University, 11 Mart 2024

Avrupa, dünyada en hızlı ısınan kıta olmasına rağmen hükümetler iklim değişikliğinin yarattığı krizlere karşı harekete geçmekte çok yavaşlar. Wageningen University & Research’ten yazarlar Robbert Biesbroek ve Simona Pedde’ e göre; Halihazırda risklerin seviyesi Gıda güvenliğimiz ve Ekonomik stabilitemiz gibi başka açılardan da kritik seviyeye çoktan gelmiş ve eğer hızlı ve kararlı bir zihniyet değişikliği gerçekleşmezse facianın eşiğindeyiz.

Yazar(lar): Robbert Biesbroek ve Simona Pedde

Kaynak: https://www.wur.nl/en/news-wur/show-1/europe-is-not-prepared-for-rapidly-growing-climate-risks.htm

Yaprakların çevresinde oluşan “minik kasırgalar” ölümcül fitopatojenleri yayıyor!

31 Ocak 2024

Yağmur damlaları pas hastalığı (rust) ile bulaşık buğday yapraklarına çarptığında yapraklar titrer ve minik kasırgalar oluşturacak şekilde sporların havada yayılmasına yol açar, nihayetinde de sağlıklı bitkileri enfekte edebilirler. 

Cornell Chronicle’dan Krishna Ramanujan’ın derlediği habere göre yukarıda anlattığımız fenomenin yüksek hızlı kameralar ile gözlenmesi ile sadece fungus sporlarına karşı değil, yine aynı şekilde yapraktan yayılabilen bakteri, oomycetes ve virüslere karşı da patojen sayısını azaltmanın ilk adımı olabilecek  savunma stratejileri geliştirilebilir. 

Bu oldukça karmaşık çalışmada çok kabaca “Yağmur damlalarının çarpması tek başına dahi havadaki mantar sporları gibi yüzey bağlı patojenleri yayabilir. Bunu yapmak için etraftaki hava akımlarına (çalkantı) ihtiyaç yoktur.” sonucu çıkarılabilir.

Çalışmayı Zixuan Wu ve arkadaşları gerçekleştirmiş olup makalenin aslı buradadır.

Çalışmanın derlendiği Cornell Chronicle sayfası ise aşağıda kaynak kısmındadır.

Kaynak