Ученые из Университета штата Северная Каролина разработали ультрасовременный электронный пластырь, который может обнаруживать широкий спектр патогенов, включая вирусные и грибковые инфекции, а также экологические стрессы, такие как засуха или засоление почвы.
Эта прорывная технология потенциально может революционизировать то, как фермеры следят за состоянием своих посевов и реагируют на проблемы, которые могут повлиять на урожайность.
Размещение пластырей и функциональность
Электронный пластырь длиной 30 миллиметров располагается на нижней стороне листьев растения. Это место имеет более высокую плотность устьиц (пор, через которые растения обмениваются газами с окружающей средой).
Пластырь работает путем мониторинга летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых растениями, химический состав которых варьируются в зависимости от состояния растения и конкретных условий. В дополнение к мониторингу содержания ЛОС, новая конструкция пластыря также включает дополнительные датчики для измерения температуры, влажности и количества влаги, выделяемой растениями через листья.
Тепличные испытания и результаты
В ходе серии тепличных испытаний, проведенных на растениях томатов, исследовательская группа смогла определить эффективность электронного пластыря.
Они обнаружили, что пластыри могут обнаружить вирусную инфекцию уже через четыре дня после того, как растения впервые подверглись ее воздействию. Такое раннее выявление является значительным улучшением по сравнению с обычными 10-14 днями, которые требуются для проявления физических симптомов вируса, позволяя фермерам принимать оперативные меры по смягчению распространения инфекций и решению проблем, которые могут повлиять на урожайность сельскохозяйственных культур.
Тестирование различных патогенов и абиотических стрессов
Исследователи протестировали новые пластыри на растениях томатов, зараженных тремя различными патогенами: вирусом пятнистого увядания томатов, грибковой инфекцией, фитофторозом и типом патогена называемого оомицетом.
Растения также подвергались различным абиотическим стрессам, таким как переувлажнение, засуха, недостаток света и высокая концентрация соли в воде.
Проанализировав данные, собранные в ходе этих экспериментов с использованием искусственного интеллекта, исследователи смогли определить, какие комбинации датчиков работают наиболее эффективно для выявления как заболеваний, так и абиотического стресса.
Будущие разработки
Разработка этого электронного пластыря знаменует собой значительный прогресс в области сельского хозяйства, поскольку он позволяет фермерам быстрее и эффективнее выявлять проблемы со своими культурами и устранять их.
Прежде чем электронные пластыри смогут быть коммерциализированы и доступны производителям, команда планирует сделать их беспроводными и провести дальнейшие испытания в реальных условиях за пределами теплиц.
Повышение глобальной продовольственной безопасности
Совершенствуя технологию и обеспечивая ее эффективность в различных условиях окружающей среды, это инновационное решение могло бы помочь фермерам предотвратить перерастание незначительных проблем в более серьезные, внося значимый вклад в решение глобальных проблем продовольственной безопасности.
В настоящее время исследователи ищут партнеров с промышленными и сельскохозяйственными организациями, чтобы помочь в дальнейшей разработке и тестировании их технологии.
В целом, в случае успеха этот электронный пластырь может стать важным шагом вперед в нашей способности контролировать здоровье растений, оптимизировать урожайность сельскохозяйственных культур и, в конечном счете, обеспечить более стабильные и устойчивые мировые поставки продовольствия.
Благодарим за внимание. Если вам понравился материал - ставьте лайк и подписывайтесь на канал.