EMPHASIS: Remote Sensing en Plant Phenotypering
EMPHASIS is een Europese onderzoeksinfrastructuur die in heel Europa geïntegreerde faciliteiten en diensten voor plantfenotypering aanbiedt. Haar missie is het mogelijk maken van grensoverschrijdend onderzoek in samenwerking met anderen, gericht op duurzame landbouw en innovatie op basis van planten.In België integreert EMPHASIS de digitale infrastructuren MAPEO, CLIMTAG en TERRASCOPE van VITO – en past hun tools aan voor fenotyperingsonderzoek
EMPHASIS is een Europese onderzoeksinfrastructuur die in heel Europa geïntegreerde faciliteiten en diensten voor plantfenotypering aanbiedt. Haar missie is het mogelijk maken van grensoverschrijdend onderzoek in samenwerking met anderen, gericht op duurzame landbouw en innovatie op basis van planten.
In België integreert EMPHASIS de digitale infrastructuren MAPEO, CLIMTAG en TERRASCOPE van VITO – en past hun tools aan voor fenotyperingsonderzoek. Terrascope biedt eindgebruikers naadloze toegang tot de uitgebreide Copernicus-satellietbeelden, een krachtige cloudinfrastructuur met virtuele machines voor schaalbare verwerking, en een lijst van gevalideerde algoritmes voor gewaskenmerken en omgevingscondities. Dit levert een unieke meerwaarde voor fenotyperingsonderzoekers door een consistente, uniforme en schaalbare vergelijking mogelijk te maken van variëteiten die op experimentele velden op meerdere locaties worden getest.
Ontdek hoe drone- en satellietgegevens en geavanceerde klimaatmodellering plantenonderzoek en klimaatslimme landbouw kunnen transformeren.
Fenotypering van planten
Fenotypering van planten is de wetenschap die onderzoekt hoe het genotype van een plant in wisselwerking staat met de omgeving en de teeltmethoden, en hoe dit het uiterlijk, de werking en de algehele prestaties van de plant bepaalt. Door deze relatie in kaart te brengen
Fenotype = Genotype × Omgeving × Teeltmethoden
laat fenotypering zien waarom planten zich onder praktijkomstandigheden zo gedragen als ze doen. Deze kennis is essentieel voor het veredelen van klimaatbestendige, hoger renderende en plaagresistente gewassen, zodat de landbouw kan floreren in een veranderende wereld. Het biedt ook inzichten die als leidraad dienen voor duurzame landbouwpraktijken, waardoor telers hulpbronnen efficiënter kunnen gebruiken. Meer informatie over plantfenotypering en EMPHASIS — de Europese onderzoeksinfrastructuur voor plantfenotypering — is hier te vinden:
https://emphasis.plant-phenotyping.eu/ en hier https://emphasis-belgium.sites.vib.be/en
Satellietgegevens in de wereld van de zaadveredeling
Op het eerste gezicht lijkt de lagere ruimtelijke resolutie van satellietgebaseerde aardobservatie wellicht ontoereikend voor proefvelden op perceelniveau. Maar deze visie gaat voorbij aan de werkelijke kracht van de open en consistente satellietgegevens die via Terrascope (Sentinel-1, -2, -3, -5P) beschikbaar zijn.
Deze datasets bieden een unieke en uniforme lens waardoor experimenten op meerdere locaties kunnen worden gemonitord en vergeleken: ze bieden wereldwijd consistente beelden, frequente en systematische gegevensverzameling en rijke historische tijdreeksen. Samen onthullen deze langetermijnarchieven aanhoudende patronen van bodemheterogeniteit, waterbeschikbaarheid en grootschalige stressgradiënten – vaak jaren voordat een experiment zelfs maar is opgezet – waardoor ze van onschatbare waarde zijn voor het begrijpen en contextualiseren van fenotyperingsproeven in diverse omgevingen.
Terwijl bij traditionele veldproeven vaak gebruik wordt gemaakt van kostbare en repetitieve split-plotontwerpen om rekening te houden met variabiliteit in de omgeving, is een groot deel van deze onderliggende structuur al verwerkt in historische, op satellietgegevens gebaseerde indicatoren, zoals ontwikkelingstrajecten van de vegetatieproductiviteit of proxy’s voor het opbrengstpotentieel. De onderstaande afbeelding toont een op Sentinel-2 gebaseerde kaart van het opbrengstpotentieel, die seizoensgebonden variaties in biomassa samenvat in één ruimtelijk expliciete milieulaag om consistente zones met hoge en lage productiviteit in kaart te brengen.
Een andere toepassing tijdens het groeiseizoen is het gebruik van satellietbeelden met hoge resolutie — zoals gegevens van de Planet-constellatie — die waardevolle inzichten kunnen bieden in uw veldproeven.
Net als drones zijn satellieten uitgerust met multispectrale camera’s die de biomassa en gezondheidstoestand van gewassen op het niveau van individuele percelen kunnen beoordelen. Hoewel de ruimtelijke detailgraad van dergelijke satellietbeelden met hoge resolutie momenteel beperkt is (0,3-0,5 m), overtreffen de temporele resolutie (dagelijkse bezoeken) en consistentie die van welke dronedienst dan ook dankzij hun operationele efficiëntie. Omdat satellieten geen logistiek ter plaatse vereisen, bieden ze een unieke, moeiteloze manier om proefvelden op afgelegen of moeilijk bereikbare locaties te monitoren, waar het inzetten van teams of dronesystemen kostbaar of onpraktisch is.
Ben je benieuwd naar de hoge-resolutie satellietbeelden van Planet?
Dan hebben we goed nieuws! Aangezien VITO een officiële wederverkoper van Planet-gegevens is, kun je nu al rechtstreeks via ons business development-team nieuwe Planet-beelden aanvragen. En er is nog meer goed nieuws: deze dienst wordt binnenkort geïntegreerd in ons MAPEO-platform, waardoor je drone- en satellietgegevens naadloos kunt combineren voor een totaalbeeld van je proefvelden.
Terrascope is uw toegang tot satellietdata
Fenotypering buiten de proefvelden ...
Gemiddeld duurt het vijf tot tien jaar voordat nieuwe gewasrassen op de commerciële markt komen. Tijdens dit langdurige proces worden kandidaat-rassen getest op een breed scala aan bodemsoorten en klimatologische omstandigheden. Maar zelfs na uitgebreide proeven in verschillende omgevingen hebben veredelaars vaak onvoldoende inzicht in hoe hun rassen presteren buiten gecontroleerde proefopstellingen. Voor een goed begrip van het product is het essentieel om te beoordelen hoe gewassen zich gedragen op de akkers van boeren, waar ze worden blootgesteld aan een nog grotere diversiteit aan bodems, klimaten en beheerpraktijken.
Satellietgegevens maken dit nu op een ongekende schaal mogelijk. Ruimtelijke en temporele waarnemingen met hoge resolutie maken een consistente monitoring mogelijk van de prestaties van gewassen, de ontwikkeling van biomassa en stresssignalen gedurende het hele seizoen.
De Copernicus High Resolution Layers (HRL) bieden bijvoorbeeld geharmoniseerde, pan-Europese datasets die de belangrijkste dynamieken op het gebied van landbedekking en vegetatie over meerdere jaren vastleggen. Deze producten bieden waardevolle informatie over de fenologie van gewassen, de ontwikkeling van het bladerdak en milieugradiënten op landschapsschaal — allemaal cruciaal voor het begrijpen van het gedrag van rassen in echte productieomgevingen.
In het onderstaande voorbeeld wordt de duur van het groeiseizoen van het hoofdgewas per veld berekend voor een specifieke regio in een bepaald jaar. Dit is waardevolle informatie, bijvoorbeeld bij het beoordelen waarom een gewasras slechter (of beter) presteert op de velden van boeren in vergelijking met de experimenten die tijdens de ontwikkeling van zaadproducten zijn uitgevoerd.
Voordelen
laat zien hoe rassen zich gedragen onder reële variaties in omstandigheden en teeltpraktijken, in vergelijking met referentie- of concurrerende zaadproducten
brengt in kaart waar en onder welke omstandigheden bepaalde variëteiten het beste tot hun recht komen, met het oog op gerichte bedrijfsontwikkeling en productplaatsing
maakt een consistente validatie over grote gebieden en meerdere seizoenen mogelijk van de robuustheid en stressbestendigheid van de zaadvariëteiten
“Om echt te begrijpen hoe een ras zal presteren, moet je verder kijken dan proefpercelen: pas als gewassen worden geobserveerd in de complexe omgeving van de akkers van de landbouwer, krijg je echt inzicht.”
Producten en diensten
Copernicus High Resolution Layers
De Copernicus hogeresolutie lagen bieden geharmoniseerde, pan-Europese gegevens over vegetatiedynamiek en leveren belangrijke inzichten op in de fenologie van gewassen, de ontwikkeling van het bladerdak en milieugradiënten
Opbrengstpotentieelkaarten
Maakt opbrengstpotentieelkaarten (YPM) om de variabiliteit in de omgevingsfactoren op uw eigen proefvelden in kaart te brengen
EMPHASIS België
Als onderdeel van het groeiende netwerk van fenotyperingsfaciliteiten van EMPHASIS-Belgium helpt Terrascope laboratoriuminnovaties te vertalen naar inzichten op veldschaal
