Magazín Experiment: Co stresuje rostliny? A jak včas odhalit rakovinu vaječníků?

I rajčata nebo třeba brokolice prožívají stres. Vědci z Mendelovy univerzity je teď stresují záměrně a fotí je přitom zvláštními kamerami. Horko, nedostatek živin anebo plíseň se totiž na rostlinách projeví specifickým způsobem a cílem výzkumníků je naučit se odhalovat problémy ještě dřív, než je umí rozpoznat i zkušený zemědělec.

S Janem Novákem z Ústavu molekulární biologie a radiobiologie jsme vstoupili do černého stanu, který je zevnitř velmi intenzivně osvětlený. V hydroponickém systému v něm pěstují sazenice brokolice, ale kultivují se tu i jiné plodiny – třeba rajčata nebo saláty.

S Janem Novákem vstupujeme do pěstebního stanu|foto:Michal Šafařík, Český rozhlas

„U těchto rostlin sledujeme reakce na stresující podmínky, které jsou pro ně nepříjemné,“ vysvětluje vědec.

V horku nebo bez živin

Ve stanu je také vysoká vlhkost a poměrně teplo, přesněji 25 °C a vlhkost 85 %. I to jsou jedny z parametrů, které se při kultivaci regulují, dodává Jan Novák. A jeho kolega Vlastimil Slaný z Agrotronic týmu Mendelovy univerzity to hned názorně předvádí – pomocí tabletu zvyšuje teplotu ve stanu.

„Můžu to nastavit klidně vzdáleně anebo si například můžu pustit i ventilátor, který vyvětrá vzduch ze stanu,“ doplňuje. „Dalším parametrem, který může rostliny stresovat, je například osvětlení a změna jeho intenzity nebo složení barvy.“

Výzkumníci také zjišťují, jak se na rostlinách projeví, když odeberou některou ze základních složek v živném roztoku zásobujícím hydroponický systém, anebo do něj naopak přimíchají třeba těžké kovy anebo jiné toxické látky.

Rostliny vědci stresují v hydroponickém systému například i nedostatkem živin|foto:Michal Šafařík, Český rozhlas

Spojit projev a příčinu

Reakce rostlin vědci zachycují kamerou, která je umístěna na pohyblivém robotickém ramenu. „Tuto klasickou RGB kameru můžeme nahradit například i hyperspektrální kamerou, která nám umožní snímat i mimo viditelné spektrum, a tím uvidíme něco, co bychom běžným okem neviděli,“ vysvětluje Vlastimil Slaný.

Čtěte také

Magazín experiment: Co dokáže změřit akustický snímač rostlin? A jak funguje automatizovaný skleník?

Takové snímky potom Jan Novák připraví na učení softwaru s umělou inteligencí. „U každé varianty, které zahrnují sucho nebo nějaké trápení vysokou teplotou, musíme připravit tisíce fotek, aby se umělá inteligence naučila jednotlivé varianty rozpoznávat,“ upřesňuje.

„Dopředu jí řekneme, co na fotografiích vidí, a ta umělá inteligence se podle toho naučí rozpoznávat, jaký typ stresu u dané rostliny je, a to dříve než konkrétní zemědělec na poli.“

Ze skleníku na pole

Rostliny ale nemusí zdaleka trápit jen horko nebo nedostatek živin. Ohrožení pro ně představují také biologické organismy jako třeba plísně. I ty by proto chtěli vědci v budoucnu do svých experimentů zahrnout. Jejich cílem je zefektivnit diagnostiku napadených plodin a předcházet tak včas šíření nákazy na další rostliny.

Vlastimil Slaný a Jan Novák na tabletu regulují podmínky, které plodiny stresují|foto:Michal Šafařík, Český rozhlas

Od pokusů s rostlinami pěstovanými ve sklenících by se brněnští vědci rádi dostali i k výzkumu v terénu, resp. na poli. Snímky by tam mohla pořizovat kamera umístěná třeba na dron nebo na traktor, nastiňuje Vlastimil Slaný.

Podle brněnských vědců by umělá inteligence natrénovaná jejich snímky měla začít pomáhat zemědělcům rozpoznávat začínající problémy plodin do pěti let.

Jak zákeřné je nádorové onemocnění vaječníků? Co je to Želivský poklad? A jak se na české dějiny dívá americká historička? Poslechněte si celý Magazín Experiment.