Plant-DiTech——化肥和化学品,灌溉和水管理,精准农业,研发

Plant-DiTech的成立基于耶路撒冷希伯来大学的Menachem Moshelion教授和Rony Wallach教授开发的技术 - 世界知名的植物应激生理学和土壤和水科学专家。他们的目标是利用其互补的专业知识,通过开发最佳工艺和技术来提高作物产量,从而在确保全球气候变化条件下的未来粮食生产方面发挥重大作用。


Plant-DiTech提供创新的植物生理诊断工具,使科学家,育种者和农业企业在不同环境中获得新发现和更高产量,同时缩短研发上市时间。 该公司的愿景是帮助研究人员和农业公司找到合适的植物,性状和材料浓度,这有助于提高植物产量和抗逆性。


他们在过去十年中开发的解决方案--Payarray同时表征表型以预测产量性能并为农业科学家提供有价值的生理特性分析。这一输出使得有可能将复杂的植物 - 环境相互作用过程转化为实用,有用且易于使用的工具,供科学家,研究人员和育种者使用。


Plant-DiTech产品


1. Plantarray – 应用于对植物实时状态进行监测的分析平台

Plantarray是一种高通量、多传感器生理表型重量分析平台。该系统连续并同时测量在不同环境条件下阵列中每个植物的土壤 - 植物 - 大气(SPAC)中的瞬时变化水通量。Plantarray表型方法由气孔导度和蒸腾作用(水分利用)与植物生产力(同化)之间的线性相关性驱动,这表明植物性能与产量结果高度相关。根据根和茎的情况来确定植物水平衡和生物量增加的直接,这些测量使得系统能够计算植物的生理特征及其对动态环境的响应。

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PlantDitech将植物与环境融为一体:

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Plantarray可以高频测量植物对动态环境条件的响应:

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Plantarray的优势:

· 对植物与环境相互作用的深刻见解,尤其是在压力下

· 少花钱多种植 - 优化灌溉,营养和生物刺激剂水平

· 在耐压力育种中:

1)植物生产力和早期压力检测的高度可预测性

2)通过有效的植物筛选缩短上市时间

3)响应不同环境条件的植物实时生理概况


Plantarray的主要特征:

· 精确直接测量与产量相关的关键性状

· 通过多种模式控制灌溉 - 时间,体重,土壤湿度和每日蒸腾

· 自动并同时测量阵列中的单个植物

· 高空间和时间分辨率

· 24/7连续测量芽、根和环境

· 独特的基于反馈的灌溉控制

· 基于云的实时统计分析

· 整株,无创测量

· 适用于大多数植物,土壤类型和生长期


2. SPAC-Analytics–用于对植物状态进行实时统计、分析并进行生产力预测的软件平台

SPAC-Analytics是基于Web的软件,使用户能够查看和分析来自每个传感器输入的在线数据。可以根据用户的数据选择,从任何Web浏览器和整个实验期间管理图形结果。然后将所选内容与背景数据一起导出,以便进一步处理用户的统计软件。分辨率从单一植物到样本集群到数百种植物阵列不等。用户可以完全控制各种组和单个样本。

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SPAC-Analytics优势:

· 实时统计分析 - 多因素方差分析或配对T检验,可提供可靠,快速的结果

· 达到目标 - 在实验过程中优化实验参数,以确保治疗有效

· 快速定量选择 - 生成基于性能的配置文件,以对不同环境需求的植物生理反应进行评级和评分

· 复杂实验的简单图形表示-所测量的生理变量与环境条件之间的时空关系,显示趋势,异常和比率

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SPAC-Analytics如何运作:

系统处理并呈现数值和图形之间的相关性,在以下度量和强加条件之间的关系中的值,趋势,异常和比率之间:

1)平滑时间序列的测量参数(重量,土壤含水量,大气需水量等)。

2)上述参数随时间的变化率。

3)植物生物量沿不同的时间间隔(天,周和季节)增加。

4)日常蒸腾的模式。

5)不同时间间隔(天,周和季节)的用水效率(WUE)。

6)土壤含水量(通过质量平衡计算或通过特定传感器直接测量)。

7)气孔传导随时间变化。

8)从土壤到根部的流入(当安装土壤传感器时)。

9)植物在白天的相对含水量的变化。

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Plant-DiTech应用

1. 非生物胁迫反应

非生物胁迫指的是环境影响,例如干旱(缺水),盐度,过度浇水(涝渍/洪水),极端温度(寒冷,霜冻和高温)以及对生长,发育,产量和种子质量产生负面影响的有毒物质作物和其他植物。


现代农作物单产很高,但容易遭受非生物胁迫。由于GxE相互作用的复杂性,尤其是在气候变化期间,改善作物胁迫响应是一项巨大的挑战。为了满足全球粮食需求的增长,研究人员正在努力开发针对不断恶化的条件进行优化的农作物。


Plantarray提供了易于使用的硬件和软件工具,可在整个实验过程中自动控制阵列中每个盆的灌溉处理(质量和数量),从而分析每个植物对受控处理的响应。这些功能通过确定在强加的环境条件下受检植物的特定胁迫阈值,与田间结果高度相关,从而大大减少了研究植物对水有限环境的反应所花费的时间和精力。


使用Plant-DiTech解决方案的主要优势:

· 高通量功能性能分析

· 持续测量多种关键的功能(生理)性状,例如生长速率,蒸腾速率,水利用效率,气孔导度,根系活动等

· 同时控制许多不同的土壤和水情(例如干旱,盐分和/或化学物质)

· 即时反馈和实时深入的工厂性能统计分析,清晰的图形显示

· 四到六周内即可获得快速结果


实时实验控制:

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2. 耐压力育种

测序方法的最新进展和成本降低表明,要避免将来的繁殖瓶颈,就需要具有以可靠有效的方式对大种群表型的能力。 可靠地评估诸如生长速率,水分利用效率或蒸腾作用等定量生理特征(QPT)是许多研发计划中的重要方面。


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定量,客观和自动筛选方法与决策支持算法(例如Plantarray)相结合,可以在早期阶段快速筛选最有希望的作物,然后进行最终的强制田间试验。


Plantarray系统可用于从拟南芥到桉树幼苗的多种植物,并显着缩短了多种植物的选择过程,例如:

· 田间和蔬菜作物

· 生物柴油和生物燃料作物

· 树木(用于木材和纤维)以及林业(选择幼苗期表现最佳的林木)


使用Plant-DiTech解决方案的主要优势

· 缩短上市时间 - 大型植物种群的田间功能映射只需3-4周即可实现对环境的抵抗力

· 测量增长率并执行产量预测,并与实地结果相关联

· 通过在不利条件下突出显示高产植物以进一步成功进行现场试验,从而降低了极高的试验和错误成本(金钱,时间,人员)


3. 涝根表现

根在吸水中的作用至关重要。 但是,由于它们在地表之下,因此连续监控它们非常困难 - 尤其是通过非侵入性方法。


通过使用嵌入土壤的传感器来测量土壤的湿度,温度和电导率,同时与其他环境信号和生理参数结合使用,Plantarray可以定量评估多种功能性状,例如:

根流 - 土壤传感器连续且精确地测量水流入每棵植物根部的速率。

干旱临界点 – 该系统可以确定临界点,在该临界点处土壤水分成为水分胁迫下植物蒸腾的限制因素。

植物土壤水分流入和流出(蒸腾作用)之间的瞬时平衡提供了冠层相对含水量(RWC)及其在不同研究植物和处理条件之间的变化。 该植物的RWC被视为植物胁迫状态的比较基准。

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使用Plant-DiTech解决方案的主要优势:

· 根水流入量的非侵入式测量,以识别表现最佳的根

· 提供草盐度临界点,以达到植物绩效

· 同时控制各种土壤和水的情况(例如干旱和/或盐度,化学物质)


4. 营养、生刺激剂和农药的影响

化肥,生刺激剂,微生物,药物和植物保护产品的浓度会影响植物的发育,生长和产量。 从农艺和环境两方面来确定不同处理的最佳浓度以及浇水方式(即干旱条件)是巨大的挑战。 例如,肥料的有效施用可以优化植物的生长性能,但是,过度施肥会污染土壤和邻近的水体(地下水,湖泊等)。


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易于使用的Plantarray硬件和软件使用户可以控制任何灌溉传播的处理浓度及其持续时间,适用于阵列中的每个盆以及大多数土壤类型(例如沙土,田间土壤或盆栽介质)。 该软件可以分析植物对处理的反应,并在直观,易于使用的界面中显示数据。 这使得能够根据植物对不同处理应用的绝对反应和相对反应进行分级,并确定阵列中每个植物的浓度 - 反应曲线。


Plantarray能够应用,监测和评估不同化学物质对植物性能的影响,从而节省了时间,劳动力和不必要的实验,并为新产品的概念提供了即时证明。



使用Plant-DiTech解决方案的主要优势:

· 通过灌溉系统自动,轻松地实现多种化学应用

· 快速有效地对各种化学混合物进行田间筛选,以了解植物的生长潜力(3-4周内)(结合不同胁迫条件的选择)

· 根据土壤-植物-大气中的水平衡(由田间试验支持),测量生长速率和生产力预测。

· 具有清晰图形表示的植物性能即时反馈和实时深入统计分析(无需生理背景)。


5. 全植物生理学

研究人员和育种者正在回归自然,寻求有关植物适应性和对恶劣环境适应能力的解释。 寻找具有应对干旱或盐碱性状的基因型可以提高作物的产量和稳定性。


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植物(尤其是野生植物)基于环境相互作用(GxE)的基因型表现出广泛的表型可塑性,这使筛选过程和特定定量生理特征(QTP)的分离变得复杂。 每种相互作用以及性状与可塑性之间的层次和关系都不容易量化。 因此,在不断变化的环境条件下,基因型内和基因型之间将存在许多QPT可塑性的情况。


Plantarray解决方案提供了一个平台,可在相同的环境条件下同时测量一个或几个种群的任何数量的重复,从而能够同时分析每个个体和整个种群的表型反应 。


使用Plant-DiTech解决方案的主要优势:

· 许多品种的高通量功能性能分析

· 连续测量多种关键的环境参数和功能(生理)特征,例如生长速率,蒸腾速率,用水效率,气孔导度,根系活动等

· 同时控制许多不同的土壤和水情(例如干旱和/或盐度,化学物质)

· 即时反馈和实时深入的工厂性能统计分析,图形化显示清晰

· 仅在3-4周内进行实验