(Разные разности. «ХиЖ» 2023 №5)
Все живое периодически болеет. И растения — не исключение. Это хорошо знают дачники, садоводы-огородники и фермеры. Болезни сельскохозяйственных культур — всякие гнили, парши, пятнистости, ржавчины — могут свести на нет любой урожай. Поэтому очень понятно желание фермера и садовода как можно раньше узнать о том, что растение заболело, и срочно принять меры.
Но можно ли узнать о болезни растения, если нет никаких внешних признаков? Можно, потому что есть признаки внутренние. Просто надо их увидеть. Любая болезнь вмешивается в работу живого организма, в его метаболизм, в его биохимию. В результате появляется совершенно не типичный набор летучих органических соединений, которые выделяют растения в окружающую среду. Причем для каждой болезни — своя комбинация летучих органических соединений.
Вот на них-то и стоит посмотреть. И не только на них. Хорошо бы измерить температуру, посмотреть на влагообмен растения. В общем — провести диспансеризацию по полной, причем не сходя с грядки.
Исследователи из Университета Северной Каролины разработали электронный пластырь для растений. Пластырь небольшой, три на три сантиметра. Его изготавливают из гибкого прозрачного материала, в который встроены разные датчики и электроды из серебряной проволоки. Эти пластыри размещают на нижней стороне листьев, потому что там больше всего устьиц-пор, через которые растения дышат и обмениваются веществами с окружающей средой.
Электронные пластыри с разными комбинациями датчиков испытывали на растениях томатов в теплицах. Ради исследования растения заразили вирусом пятнистого увядания томатов, его еще называют вирусом бронзовости томатов, и разными фитофторозами. Ученые также выделили группу растений, чтобы исследовать их в стрессовых условиях — при переувлажнении, засухе, недостатке света и высокой концентрации соли в воде.
Потом все показания датчиков собрали, призвали на помощь искусственный интеллект и определили, какие комбинации датчиков лучше и быстрее всех обнаруживают болезни или абиотический стресс.
Результаты получились многообещающими по всем пунктам исследования. Например, используя комбинацию из трех датчиков, ученые обнаружили, что растение заболело пятнистым увяданием томатов на четвертый день после того, как его заразили этим вирусом. Никаких внешних симптомов не было — они обычно появляются через две недели после заражения. Только тогда фермеры и огородники их обнаруживают и начинают бить тревогу. Электронный пластырь разглядел болезнь на 10 дней раньше, когда ничто не намекало на беду.
Что будут делать фермеры и садоводы-огородники, когда получат такую информацию? Как минимум они примут гигиенические меры, чтобы помешать инфекции, вирусной или грибковой, распространяться на другие растения вокруг. Для каждой инфекции — свои алгоритмы борьбы.
Точно так же электронный пластырь подает сигнал, что вода для орошения слишком соленая, или воды слишком мало, или растению мало света, поэтому оно в стрессе. И тут ответные действия фермеров очевидны.
Исследователи говорят, что скоро диагностические пластыри попадут к производителям овощей и фруктов. Но прежде надо еще кое-что доработать. Во-первых, надо сделать пластыри беспроводными, что относительно просто. А во-вторых, необходимо убедиться, что пластыри будут надежно работать в полевых условиях, за пределами теплиц.
Флаг им в руки и удачи на трудном пути внедрения гениальной разработки в суровую придирчивую жизнь. Я, правда, не очень представляю, как это будет работать на огромных помидорных полях, где тысячи растений. Но, с другой стороны, я и не фермер и даже не садовод-огородник. Поэтому искренне желаю всем большого урожая.
Л. Стрельникова
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Разные разности».
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал.
– Редакция «Химии и жизни»