本研究旨在提供将ALPHI®表型工具转移至马铃薯上的初步结果和经验。ALPHI®设备是一种配备有RGB相机和光谱辐射计的拖拉机，能够在微型试验地中获取近距离传感变量。该设备最初是为谷物开发的，将其应用于马铃薯是INNO-VEG项目的目标之一。基于两次田间试验，比较了五种马铃薯品种在两种氮肥施用水平下的产量和氮吸收量，研究结果表明，ALPHI®工具具有以下能力：(1) 实际操作于马铃薯微型试验地；(2) 提供已知对其他作物有用的一系列近距离传感变量（由RGB相机计算的绿色分数和植被指数CIgreen、CIrededge、MTCI、MCARI2和NDVI）。对结果的初步分析表明，这些近距离传感变量与先前研究的结果一致，无论是在时间跨度上与植物覆盖动态的总体模式，还是在与生物量积累、氮含量、氮吸收和产量相关的农艺变量之间的关系上。进一步的研究已经计划中，以通过其他数据源加强结果。ALPHI®工具也将不断优化，朝着更加实用的设备发展，并包括更复杂和更具信息量的近距离传感变量。

图1 在马铃薯实验中使用ALPHI®高通量表型工具

图2 计算近距离传感变量的方法：a. 通过RGB图像计算获取绿色分数（GF）；b. 由光谱辐射计获取的光谱示例；c. 使用AUC方法分析GF动态变化；d. 使用AUC方法分析一种植被指数（CIrededge）的动态变化。

图3 月累计降雨量、最低气温、平均气温和最高气温在TRIAL.2020（左侧）和TRIAL.2021（右侧）生长周期中的变化。

图4 在重复试验尺度上，农艺变量与传感器变量（绿色分数GF、CIgreen和CIrededge）之间的关系。下方部分显示了成对比较的回归线，对角线显示了每个变量的分布，上方部分显示了成对比较的Pearson相关系数（涵盖两个试验以及各个单独试验）。传感器变量的值来自AUC方法。QNhau = 茎秆氮吸收量（kg N ha−1）；QNtub = 块茎氮吸收量（kg N ha−1）；QNtot = 整株植物（茎秆+块茎）氮吸收量（kg N ha−1）；NNI = 氮营养指数。

图5 在重复试验尺度上，农艺变量与传感器变量（MCARI2、MTCI和NDVI）之间的关系。下方部分显示了成对比较的回归线，对角线显示了每个变量的分布，上方部分显示了成对比较的Pearson相关系数（涵盖两个试验以及各个单独试验）。传感器变量的值来自AUC方法。QNhau = 茎秆氮吸收量（kg N ha−1）；QNtub = 块茎氮吸收量（kg N ha−1）；QNtot = 整株植物（茎秆+块茎）氮吸收量（kg N ha−1）；NNI = 氮营养指数。

图6 根据处理情况，从种植开始到热时间的传感器变量动态。左侧为TRIAL.2020的数据，右侧为TRIAL.2021的数据。a, b 绿色分数（GF）；c, d CIgreen；e, f CIrededge。为清晰起见，每个日期每次测量的标准差未显示。处理的图例在d中显示。

图7 根据处理情况，从种植开始到热时间的传感器变量动态。左侧为TRIAL.2020的数据，右侧为TRIAL.2021的数据。a, b MTCI；c, d MCARI2；e, f NDVI。为清晰起见，每个日期每次测量的标准差未显示。处理的图例在d中显示。