Visoka tehnologija za maksimalan kvalitet: provera semena u skeneru za kompjuterizovanu tomografiju

Seme vrhunskog kvaliteta je ključ za postizanje najboljih prinosa. Jedan od centralnih zahteva za seme za proizvodnju biljaka visokih prinosa je da sadrži zdrav embrion. Ali stručnjaci to ne mogu da odrede izvan semena. Idealno rešenje bilo bi kada bi mogli direktno da pogledaju unutar semena šećerne repe, koje su veličine samo nekoliko milimetara. Stručnjaci za semena u kompaniji KWS omogućavaju takvo ispitivanje pomoću 3D skenera za kompjuterizovanu tomografiju.

Ta procedura je neophodna jer, naravno, nisu sva semena biljke šećerne repe potpuno identična. Mali procenat semenki je prazan ili sadrži dva embriona, koja se zovu blizanci. To je potpuno prirodna posledica biološke varijacije. To je nemoguće reći samo gledanjem sivkasto-smeđih zrna u obliku zvezda u veličini od oko tri do šest milimetara. Ako bi poljoprivrednik posejao takvo seme u polju, postojale bi prazne površine ili bi na istom mestu rasle dve biljke. Obe situacije bi umanjile prinos. Naravno, to nije željeni ishod - za poljoprivrednika ili stručnjaka za selekciju.

Svaka serija se ispituje pojedinačno

Umesto toga, cilj je da, gde je to moguće, iz svake semenke iznikne jedna, jaka biljka. Zato KWS troši mnogo vremena i truda na uklanjanju neželjenog semena. Nakon prerade semena u poznate narandžaste pelete, obično manje od 30 procenata prvobitne količine ostane nakon strogih procesa selekcije. Da bi se proces što bolje kontrolisao, svaka se serija ispituje pojedinačno. Skener za kompjuterizovanu tomografiju pomaže stručnjacima u laboratoriji za kvalitet semena.

Stručnjak kompanije KWS Olaf Brinkmann otvara vrata strogo opremljene laboratorijske sobe. Tamo se nalazi uređaj koji je razvilo društvo Fraunhofer veličine oko dva kubna metra. U svetu se koristi samo nekolicina ovih „inspektora za seme”. U unutrašnjosti se nalazi slab izvor rendgenskih zraka, a nasuprot njemu, detektor rendgenskih zraka. Između njih su ugrađeni malo okretno postolje i robotska ruka

Seme šećerne repe u različitim 3D prikazima unutar posude.

Detalji za postizanje maksimalnog kvaliteta: 300 semena u jednom mahu. To je jedan od rezultata interakcije mašine i softvera.

Verovatno nikada niste videli seme šećerne repe na ovaj način: unutrašnjost se otkriva pomoću svetlosti iz izvora rendgenskih zraka.

Dve slike u sekundi

Reprezentativni broj semena iz uzorka analizira se u maloj posudi. Na svakom poslužavniku nalazi se 60 posuda koje naša kolegica Sylvia Letsch ubacuje u skener. Uključivanjem se pokreće potpuno automatizovani proces koji traje oko šest sati. Robotska ruka postavlja posudu na okretno postolje na svakih šest minuta.

Naknadna rotacija posude u rendgenskom snopu stvara trodimenzionalne slike. Senzor pravi oko dve slike u sekundi. Računar zatim kombinuje pojedinačne slike u trodimenzionalnu sliku uzorka. Zbog visoke rezolucije, stručnjaci za kontrolu kvaliteta semena pod rukovodstvom šefa laboratorije Sebastiana Förstera mogu da pogledaju duboko u unutrašnjost svakog pojedinačnog zrna.

Uvek objektivno

Štaviše, algoritam posebno razvijen za potrebe kompanije KWS automatski prepoznaje i meri višeslojni omotač, embrion i male šupljine u svakom zrnu. Trodimenzionalne slike ne omogućavaju identifikaciju samo praznih semena već i onih sa zakržljalim embrionima. Mašina je neumorna i softverski algoritam je uvek objektivan. Laboratorija za kontrolu kvaliteta ispituje više od 3,9 miliona semena godišnje kako bi ispunila jedan od ključnih principa kompanije KWS: najbolje seme za poljoprivrednike.

„Nakon analize, znamo da li će dotična serija morati ponovo da se podvrgne preradi da bi se smanjio broj blizanaca ili praznih semena. Veoma smežurani embrioni su takođe pokazatelj nižeg kvaliteta semena. To može uticati na sposobnost klijanja. Vršimo skrining tih kontingenata kako bismo povećali kvalitet”, kaže Sebastian Förster.

Napredak za stručnjake za selekciju

Stučnjaci za selekciju novih sorti takođe imaju koristi od skenera za kompjuterizovanu tomografiju u sedištu kompanije KWS u Ajnbeku u nemačkoj državi Donja Saksonija. „Naše kolege u selekciji takođe žele da znaju koliki je opseg punjenja njihovih novih linija šećerne repe. To su važne informacije i ključni kriterijum za ispitivanje novih sorti”, dodaje Förster. Iskustvo pokazuje da postoji velika varijacija među šećernim repama: Neke sorte daju veoma nizak prinos visokokvalitetnih semena, dok se kod drugih većina semena može preraditi dalje u poznate narandžaste KWS pelete.

Računar je sastavio animaciju ispitivanog semena iz brojnih slika