Watafiti wameunda kiraka kipya ambacho mimea inaweza "kuvaa" ili kuendelea kufuatilia magonjwa au mafadhaiko mengine, kama vile uharibifu wa mazao au joto kali.
"Tumeunda sensa inayoweza kuvaliwa ambayo inafuatilia mafadhaiko ya mimea na magonjwa kwa njia isiyo ya kuvutia kwa kupima misombo ya kikaboni (VOCs) inayotolewa na mimea," anasema Qingshan Wei, profesa msaidizi wa uhandisi wa kemikali na biomolecular katika Chuo Kikuu cha Jimbo la North Carolina na ushirikiano mwandishi anayeambatana wa karatasi juu ya kazi.
Njia za sasa za kupima kwa dhiki ya mmea au ugonjwa unahusisha kuchukua sampuli za tishu za mmea na kufanya majaribio kwenye maabara. Walakini, hii inawapa wakulima kipimo kimoja, na kuna wakati kati ya wakati ambapo wakulima huchukua sampuli na wanapopata matokeo ya mtihani.
Mimea hutoa mchanganyiko tofauti wa VOC chini ya hali tofauti. Kwa kulenga VOCs ambazo zinafaa kwa magonjwa maalum au mafadhaiko ya mimea, sensorer zinaweza kuwatahadharisha watumiaji kwa shida maalum.
“Wachunguzi wetu wa teknolojia Uzalishaji wa VOC kutoka kwa mmea bila kuendelea, bila kuumiza mmea, ”Wei anasema. "Mfano tumeonyesha kuhifadhi data hizi za ufuatiliaji, lakini matoleo yajayo yatasambaza data bila waya. Kile tulichobuni kinaruhusu wakulima kutambua shida kwenye uwanja — hawatalazimika kusubiri kupata matokeo ya mtihani kutoka kwa maabara. ”
Vipande vya mstatili ni milimita 30 (inchi 1.18) kwa muda mrefu na vina vifaa vyenye kubadilika vyenye sensorer za msingi wa graphene na nanowires za fedha zinazobadilika. Sensorer zimefunikwa na nyuzi anuwai za kemikali zinazojibu uwepo wa VOC maalum, ikiruhusu mfumo kugundua na kupima VOC katika gesi za majani ya mmea.
Watafiti walijaribu mfano wa kifaa hicho kwenye mimea ya nyanya. Mfano huo uliwekwa ili kufuatilia aina mbili za mafadhaiko: uharibifu wa mwili kwa mmea na maambukizo P. infestans, pathogen ambayo husababisha kuchelewa ugonjwa wa blight katika nyanya. Mfumo huo uligundua mabadiliko ya VOC yanayohusiana na uharibifu wa mwili ndani ya saa moja hadi tatu, kulingana na jinsi uharibifu ulivyokuwa karibu na wavuti ya kiraka.
Kugundua uwepo wa P. infestans ilichukua muda mrefu. Teknolojia haikuchukua mabadiliko katika uzalishaji wa VOC hadi siku tatu hadi nne baada ya watafiti kuchimba mimea ya nyanya.
"Hii sio haraka sana kuliko kuonekana kwa dalili za ugonjwa wa ugonjwa wa kuchelewa," Wei anasema. "Walakini, mfumo wa ufuatiliaji unamaanisha wakulima hawalazimiki kutegemea kugundua dalili za dakika. Ufuatiliaji endelevu utawaruhusu wakulima kutambua magonjwa ya mimea haraka iwezekanavyo, kuwasaidia kupunguza kuenea kwa ugonjwa huo. ”
"Prototypes zetu tayari zinaweza kugundua VOCs tofauti za mimea 13 kwa usahihi wa hali ya juu, ikiruhusu watumiaji kukuza safu ya sensorer iliyoboreshwa ambayo inazingatia mafadhaiko na magonjwa ambayo mkulima anafikiria ni muhimu zaidi," anasema Yong Zhu, profesa wa uhandisi wa mitambo na anga. mwandishi anayeambatana na jarida hilo.
"Ni muhimu pia kutambua kuwa vifaa ni bei ya chini kabisa," Zhu anasema. "Ikiwa utengenezaji ungeongezwa, tunadhani teknolojia hii ingeweza kupatikana. Tunajaribu kutengeneza suluhisho la shida ya ulimwengu wa kweli, na tunajua gharama ni jambo muhimu. ”
Watafiti kwa sasa wanafanya kazi kukuza kiraka cha kizazi kijacho ambacho kinaweza kufuatilia hali ya joto, unyevu, na anuwai zingine za mazingira na VOCs. Na wakati prototypes zilikuwa zinaendeshwa na betri na kuhifadhi data kwenye wavuti, watafiti wanapanga matoleo yajayo kuwa na nguvu ya jua na kuweza kuhamisha data bila waya.
Zheng Li, postdoc wa zamani katika Jimbo la NC ambaye sasa ni profesa msaidizi katika Chuo Kikuu cha Shenzhen, na Yuxuan Li, mwanafunzi wa PhD katika Jimbo la NC, ni waandishi wa kwanza wa karatasi hiyo, iliyochapishwa katika jarida hilo Jambo. Waandishi wengine ni kutoka Chuo Kikuu cha Stony Brook na Jimbo la NC.
Kazi hiyo ilipokea msaada kutoka Idara ya Kilimo ya Merika, Shirika la Sayansi ya Kitaifa, na Jimbo la NC.
chanzo: Jimbo la NC
Kuhusu Mwandishi
vitabu-bustani
Nakala hii hapo awali ilionekana juu ya Usalama
