Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали электронный датчик, который можно наклеивать на листья растений для мониторинга урожая на наличие различных патогенов(вирусные и грибковые инфекции).
В ходе испытаний исследователи обнаружили, что датчик способен обнаружить вирусную инфекцию в томатах более чем за неделю до того, как садоводы смогут визуально обнаружить какие-либо симптомы болезни. Кроме того, чем быстрее растениеводы смогут выявить абиотические стрессы, например, загрязненную соленой водой поливную воду, тем лучше они смогут решить соответствующие проблемы и повысить урожайность культур.
Технология основана на предыдущем прототипе датчика, который обнаруживал болезни растений путем мониторинга летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых культурами. Растения выделяют различные комбинации ЛОС при различных обстоятельствах. Нацеливаясь на ЛОС, которые имеют отношение к конкретным заболеваниям или стрессу растений, датчики могут предупреждать пользователей о проблемах.
Новые датчики-пластыри оснащены дополнительными датчиками, позволяющими отслеживать температуру, влажность окружающей среды и количество влаги, выделяемой растениями через листья.
Сами датчики небольшие – всего 30 мм в длину – и состоят из гибкого материала, содержащего датчики и электроды на основе серебряных нанопроволок. Пластыри помещаются на нижнюю сторону листьев, которые имеют большую плотность пор, которые позволяют растению «дышать», обмениваясь газами с окружающей средой.
Исследователи протестировали новые пластыри на растениях томатов в теплицах и экспериментировали с пластырями, включающими различные комбинации датчиков. Растения томатов были заражены тремя различными патогенами: вирусом пятнистого увядания томатов (TSWV), ранней пятнистостью, которая является грибковой инфекцией, и поздней пятнистостью, которая представляет собой тип патогена, называемый оомицетом. Растения также подвергались различным абиотическим стрессам, таким как избыточный полив, засуха, недостаток света и высокая концентрация соли в воде.
Исследователи взяли данные из этих экспериментов и подключили их к программе искусственного интеллекта, чтобы определить, какие комбинации датчиков работают наиболее эффективно для выявления болезней и абиотических стрессов.
Ученые смогли обнаружить TSWV через четыре дня после первого заражения растений. Это значительное преимущество, поскольку томаты обычно начинают проявлять симптомы TSWV только через 10-14 дней.
Исследователи говорят, что они находятся в двух шагах от того, чтобы получить датчик, который смогут использовать аграрии. Во-первых, им нужно сделать датчики беспроводными – это относительно простая задача. Во-вторых, им необходимо протестировать их в полевых условиях, вне теплиц, чтобы убедиться, что датчики будут работать в реальных условиях.
Источник: agbz.ru
