• บทความ

    การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม ในการวิจัยพืชและการเกษตร

    แชร์หน้านี้more            เมื่อพืชต้องเผชิญกับสภาวะความเครียด เช่น แสงที่มีความเข้มสูง และขาดสารอาหาร อาจส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของพืชและผลผลิต จากการศึกษาพบว่าการสะสมของเม็ดสี เช่น แอนโธไซยานิน มีความสัมพันธ์ กับความเครียดประเภทต่างๆ สิ่งสำคัญคือ ต้องระบุอาการเครียดในพืช เช่น ตั้งแต่เริ่มมีการสะสมของแอนโธไซยานิน การเริ่มปรากฏของแอนโธไซยานินและเม็ดสีประเภทอื่น ๆ มักจะเริ่มต้นจากพื้นที่เล็กๆ ทำให้ยากต่อการระบุ หรือประเมินด้วยสายตา วิธีการที่ใช้อยู่ในการหาปริมาณแอนโธไซยานิน และเม็ดสีประเภทอื่นๆ มักจะอาศัยการประเมินด้วยสายตา หรือการวิเคราะห์ทางเคมี ซึ่งวิธีการเหล่านี้อาจมีความซับซ้อน ใช้เวลานาน ต้องทำลายตัวอย่าง และมีค่าใช้จ่ายสูง          กล้องที่ใช้ระบบการอ้างอิงจากภาพ โดยใช้สีและฟิลเตอร์ และ การถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม (HSI) กำลังได้รับความนิยมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากสามารถตรวจสอบสิ่งที่ต้องการ โดยไม่ต้องไม่ต้องทำลายตัวอย่าง กล้องที่ใช้ระบบการอ้างอิงจากภาพ โดยใช้สีและฟิลเตอร์ สามารถจำแนกลักษณะของวัตถุตามสี หรือรูปร่างได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสามารถบันทึกแสงได้ เฉพาะในช่วงที่ตาคนมองเห็น คือ สีแดง เขียว และน้ำเงิน (RGB) ความสามารถในการระบุชนิดของสสารจึงน้อยมาก    …

  • บทความ

    การวัดปริมาณคลอโรฟิลล์อย่างแม่นยำด้วยการถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัม

    แชร์หน้านี้more              คลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุหรือเม็ดสีที่สำคัญของพืชที่ดูดซับพลังงานจากแสงเพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสง พืชที่มีสุขภาพดีโดยทั่วไปจะมีปริมาณคลอโรฟิลล์สูง และปริมาณจะมีแนวโน้มลดลงเมื่อช่วงอายุของใบเพิ่มขึ้นหรือเมื่อพืชอยู่ภายใต้ความเครียด[1] ดังนั้น เราจึงมักใช้ภาพถ่ายไฮเปอร์สเปกตรัมเพื่อตรวจสอบและศึกษาความสมบูรณ์ สุขภาพและการเจริญเติบโตของพืช เช่น ความเครียด ภาวะโภชนาการของพืช เป็นต้น นอกจากนี้ คลอโรฟิลล์ยังสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางอ้อมของธาตุไนโตรเจน ซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้กันทั่วไปในการบริหารจัดการทางการเกษตรเพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุด วิธีดั้งเดิมในการตรวจวัดปริมาณคลอโรฟิลล์คือ วิธีทางเคมีซึ่งต้องทำในห้องปฏิบัติการ โดยมีขั้นตอนเกี่ยวข้องกับการเก็บเกี่ยวใบจากพืชตัวอย่างและการสกัดคลอโรฟิลล์โดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ หลังจากนั้นจะใช้ HPLC โครมาโตกราฟี เพื่อวิเคราะห์ปริมาณคลอโรฟิลล์ วิธีนี้มีค่าใช้จ่ายสูง ใช้เวลานาน และเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการสกัดที่ยุ่งยาก ซึ่งทำลายใบพืชและไม่สามารถตรวจสอบ ติดตามลักษณะของพืชเมื่อเวลาผ่านไป ในทางตรงกันข้าม ภาพถ่ายไฮเปอร์สเปกตรัม hyperspectral imaging (HSI)[2] เป็นเทคโนโลยีใหม่โดยวัดปริมาณคลอโรฟิลล์แบบไม่ทำลายตัวอย่าง ตรวจวัดรวดเร็ว และเที่ยงตรง            HSI เป็นการผสมผสานระหว่างการวัดสเปกตรัมและการถ่ายภาพดิจิทัล ด้วยเทคโนโลยี HSI โครงสร้างทางกายภาพของพืช เช่น ใบและลำต้น สามารถรตรวจวัดได้จากเทคนิคการถ่ายภาพดิจิทัล และข้อมูลทางสรีรวิทยาหรือชีวเคมีจากการวัดสเปกตรัม โดยตรวจวัดด้วยช่วงสเปกตรัมที่แคบและต่อเนื่องกันแล้วนำมาเชื่อมต่อกันได้เป็นสเปกตรัมที่สมบูรณ์จำนวนมาก กล้องถ่ายภาพ HSI มีหลากหลายประเภท เช่น แบบสแกนเชิงเส้น…

  • การวัดแสง LED สำหรับฟาร์มเกษตรในโรงเรือน
    บทความ

    การวัดแสง LED สำหรับฟาร์มเกษตรในโรงเรือน

    แชร์หน้านี้more เกษตรส่วนใหญ่พบปัญหาการปลูกพืชและการเก็บเกี่ยวผลผลิต เช่น ฝนตกมากหรือน้อยเกินไป สภาพอากาศที่แปรปรวน ฝูงแมลงและตั๊กแตนต่างๆ รวมถึงความโชคร้ายจากธรรมชาติที่ทำลายพืชผลในชั่วข้ามคืน พืชผลที่สดใหม่และปลอดภัยต่อสุขภาพเป็นสิ่งที่จำเป็นในทุกสังคม การนำเทคโนโลยีแสง LED มาทำเกษตรในรูปแบบใหม่ เพื่อให้ได้ผลผลิตทางการเกษตรที่สดใหม่และปลอดภัยหลังจากที่จังหวัดมิยางิ ทางตะวันออกของญี่ปุ่นเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่และส่งผลให้เกิดสึนามิในปี 2011 พวกเขาพยายามหาวิธีต่างๆเพื่อให้กลับมาเป็นปกติโดยเร็วที่สุด รวมไปถึงจัดหาอาหารสดใหม่ที่ปราศจากสารปนเปื้อนให้ประชากร Shigeharu Shimarmura ผู้เชี่ยวชาญทางด้านพืชวิทยาชาวญี่ปุ่น มีความคิดค้นการใช้เทคโนโลยี LED เพื่อสร้างฟาร์มเกษตรในโรงเรือนที่ใหญ่ที่สุดในโลกโดยในโรงเรือนแห่งนี้มีเนื้อที่ประมาณ 25,000 ตารางฟุตและเปิดใช้งานเมื่อเดือนกรกฎาคม ปี 2014 ขณะนี้มีการผลิตผักกาดหอมสดเกือบ 10,000 หัวในแต่ละวัน แสง LED ที่ใช้ ได้รับการออกแบบพิเศษโดย General Electric และปล่อยความยาวคลื่นแสงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตของพืชทั้งกลางวันและกลางคืน Shimamura ใช้ระบบ LED นี้ ปลูกผักกาดหอมที่อุดมด้วยสารอาหารได้เร็วกว่าฟาร์มกลางแจ้งถึงสองเท่าครึ่ง สภาพแวดล้อมแบบปิดจะสามารถช่วยลดปริมาณของเสียให้เหลือน้อยที่สุด โดยลดลงจากประมาณ 50% (โดยเฉลี่ยสำหรับฟาร์มกลางแจ้ง) เหลือเพียง 10% นอกจากนี้ความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิ, ความชื้นและทำให้การใช้น้ำในฟาร์มมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยใช้เพียง 1% ของการใช้น้ำปกติในสภาพแวดล้อมแบบเปิด Shimamura เชื่อว่าเทคโนโลยีนี้สามารถช่วยแก้ปัญหาขาดแคลนอาหารได้ทั่วโลก ซึ่งแน่นอนการใช้ระบบ LED นี้ แสงของ LED เป็นปัจจัยที่สำคัญมากที่สุด…

  • บทความ

    การวัดปริมาณคลอโรฟิลด์ในใบพืช

    แชร์หน้านี้more                สำหรับการวัดปริมาณคลอโรฟิลด์ในใบพืชเป็นอีกเรื่องที่ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก จากนักวิจัยและเกษตรกร เนื่องจากคลอโรฟิลล์มีสำคัญของพืชอย่างมาก ซึ่งคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นเม็ดสีที่พบในใบพืช มีหน้าที่สังเคราะห์แสง  นอกจากนี้ปริมาณคลอโรฟิลล์ยังสามารถใช้เป็นตัวชี้วัดทางอ้อมของระดับไนโตรเจนในปุ๋ย เพื่อป้องกันการเพิ่มประมาณที่มากเกินความจำเป็น                  โดยปกติการวัดคลอโรฟิลล์ทำได้โดยใช้วิธีการสกัดสารเคมีเปียก ซึ่งทำโดยการสกัดเนื้อเยื่อพืชก่อนและส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อการวิเคราะห์  วิธีการนี้ไม่เพียงแต่สร้างความเสียหายแก่ใบพืชเท่านั้น แต่ยังใช้เวลาและค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งแตกต่างจากวิธีการใช้เครื่องวัดคลอโรฟิลล์ ซึ่งเป็นที่นิยมโดยมากในปัจจุบันเนื่องจากสามารถวัดคลอโรฟิลล์ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายโดยไม่จำเป็นต้องตัดตัวอย่างใบ ทำให้ใบหรือตัวอย่างไม่เกิดความเสียหายและยังประหยัดค่าใช้จ่าย              เครื่องวัดคลอโรฟิลด์ (Chlorophyll Meter) จากแบรนด์ Konica Minolta  รุ่น SPAD-502Plus ซึ่งเป็นรุ่นที่ได้รับการพัฒนามาจาก SPAD-502 ซึ่งหลายๆคนอาจจะคุ้นเคยในชื่อ เครื่องวัดคลอโรฟิลล์ Minolta SPAD-502 นั่นเอง และครื่องวัดคลอโรฟิลด์ (Chlorophyll Meter) รุ่น SPAD-502Plus ถูกผลิตขึ้นมาเพื่อนักวิจัยและเกษตรกรผู้ที่ต้องการวัดค่าคลอโรฟิลล์จากพืช ซึ่งเครื่องวัดสีรุ่นนี้สามารถวัดคลอโรฟิลล์ได้ทันทีและไม่ทำลายตัวอย่างของใบพืช SPAD-502Plus วัดปริมาณคลอโรฟิลล์ได้โดยการวัดการดูดกลืนแสงของใบในบริเวณความยาวคลื่นสองแห่ง…