Wie kann man Sokrates helfen, die schönste Blume zu finden?

Es war einmal eine Geschichte, die die wahre Bedeutung der Liebe erzählte: „Ein Student fragte Sokrates, was Liebe sei. Sokrates bat ihn, in den Garten zu gehen und die schönste Rose zu finden. Zu dieser Zeit blühten die Rosen im Garten und sie sahen alle wunderschön aus. Es war wirklich schwer zu sagen, welche schöner war. Am Ende kehrte der Student mit leeren Händen zurück!“

Es ist schade, dass diese Geschichte im antiken Griechenland spielt. Wenn es jetzt passieren würde, würde ich sagen: „Egal, welche Blumenart Sie möchten, ich kann sie für Sie finden!“

Wenn wir darüber sprechen, wie wir Sokrates helfen können, die schönste Blume zu finden, betreten wir tatsächlich die Welt der Pflanzenphänomenologie.

Der Pflanzenphänotyp bezeichnet das Erscheinungsbild einer Pflanze, das das Ergebnis der Interaktion zwischen Genen und Umwelt ist. „Die Orangen, die südlich des Huai-Flusses angebaut werden, sind Orangen, während die Orangen, die nördlich des Huai-Flusses angebaut werden, Mandarinen sind.“ Haben Sie sich bei diesem Ausruf von Yan Zi jemals gefragt: „Warum bringen Orangen mit denselben Genen unterschiedliche Früchte hervor, wenn sie in zwei verschiedenen Umgebungen südlich und nördlich des Huai-Flusses angebaut werden?“ Die Pflanzenphänomenologie kann Ihnen bei der Beantwortung dieser Frage helfen.

Insbesondere ist die Pflanzenphänomik ein aufstrebendes interdisziplinäres Fachgebiet, das Ingenieurtechnologie und wissenschaftliche Methoden nutzt, um die äußeren Merkmale von Pflanzen wie Form, Farbe, Größe, Wachstumsrate, Krankheitsresistenz usw. zu messen und zu analysieren und dann die Beziehung zwischen diesen Merkmalen und den Genen, der Umwelt, dem Management und anderen Faktoren der Pflanze herauszufinden. Dies kann uns helfen, die Funktionen von Pflanzen besser zu verstehen, den Ertrag, die Qualität, die Widerstandsfähigkeit, die Ressourcennutzungseffizienz usw. von Nutzpflanzen zu verbessern, die Pflanzenvielfalt zu schützen und auf Herausforderungen wie den Klimawandel zu reagieren.

Um beispielsweise die phänotypischen Merkmale von Pflanzen schnell und umfassend zu verstehen, können wir die Leistungsfähigkeit moderner Technologie nutzen. Mithilfe hochauflösender Digitalkameras können wir schnell und umfassend Bilder von Pflanzen aufnehmen und Details wie Form, Farbe, Textur usw. der Pflanze erfassen, die Wachstumsmuster der Pflanzen verstehen und bei der Sortenauswahl helfen.

**Abbildung 1.** Hochauflösende IoT-Kameras erfassen automatisch Lebenszyklusfotos verschiedener Weizensorten

Zusätzlich zu Fotos können wir auch andere Hochdurchsatztechnologien verwenden, um weitere phänotypische Daten zu erhalten. Mithilfe der Lidar-Technologie können wir beispielsweise die dreidimensionale Struktur von Pflanzen erfassen und Informationen wie Pflanzenhöhe und -breite berechnen. Durch die Überwachung der Chlorophyllfluoreszenz in Blättern können wir die photosynthetische Effizienz von Pflanzen untersuchen. Durch die Überwachung des Schließgrads der Stomata können wir die Stressreaktion von Pflanzen untersuchen ...

Abbildung 2. Mithilfe der LiDAR-Technologie wird das „digitale Feld“ rekonstruiert, um die detaillierte „Figur“ von Mais (Sojabohnen, Reis, Weizen) usw. zu erhalten und die Ruhemuster der Nutzpflanzen zu verstehen.

Abbildung 3. Befestigen Sie ein Armband an den Blättern und geben Sie jedem Stoma einen „Ausweis“, um seinen zirkadianen Rhythmus und seine Reaktion auf Widrigkeiten zu beobachten

Durch die Integration dieser mehrdimensionalen Daten können wir für die Rose ein Modell der Schönheit der Rose erstellen, die Sokrates gefallen würde. Anschließend werden Methoden der künstlichen Intelligenz zur Zielerkennung und statistischen Analyse eingesetzt. Auf diese Weise können wir schnell die Schönheit aller Rosen im Garten beurteilen und dann die schönste aussuchen!

Abbildung 4. Automatische Identifizierung des „Territoriums“ verschiedener Sorten basierend auf Deep-Learning-Technologie, d. h. Identifizierung der Grenzen von Zuchtparzellen

Die Pflanzenphänomenologie kann uns nicht nur dabei helfen, schnell die schönsten Blumen zu finden, sondern spielt auch in vielen anderen Bereichen eine Rolle. Es kann die wissenschaftliche Grundlage und den technischen Support für die Entdeckung hervorragender Keimplasma-Ressourcen, die intelligente Züchtung, den Schutz der Artenvielfalt, die Prävention und Kontrolle landwirtschaftlicher Krankheiten usw. bereitstellen und die Reaktion der Menschheit auf den Klimawandel sicherstellen, die Nahrungsmittelproduktion steigern und die menschliche Gesundheit verbessern. Es handelt sich um ein interdisziplinäres Fach mit breiten Anwendungsaussichten.

Durch die Pflanzenphänomenologie können wir die Geheimnisse der Pflanzenwelt besser verstehen und die Vielfalt und Anpassungsfähigkeit der Pflanzen erforschen. Solche wissenschaftlichen Erkundungen lassen unsere Liebe zur Natur nicht nur wachsen, sondern liefern auch wertvolle Erkenntnisse und Inspirationen für das menschliche Leben und die Zukunft. Lassen Sie uns in die Welt der Pflanzenphänomene eintauchen und die unendlichen Möglichkeiten natürlicher Schönheit entdecken!