Navorsers het 'n nuwe pleister ontwikkel wat plante kan "dra" om voortdurend te monitor vir siektes of ander spanning, soos gewasskade of uiterste hitte.
"Ons het 'n draagbare sensor geskep wat plantstres en -siektes op 'n nie-indringende manier monitor deur die vlugtige organiese verbindings (VOC's) wat deur plante uitgestraal word, te meet," sê Qingshan Wei, assistent-professor in chemiese en biomolekulêre ingenieurswese aan die Noord-Carolina State University en mede. -ooreenstemmende outeur van 'n referaat oor die werk.
Huidige toetsmetodes vir plantstres of siekte behels die neem van plantweefselmonsters en die uitvoer van 'n toets in 'n laboratorium. Dit gee produsente egter net een meting en daar is 'n tydsverloop tussen wanneer produsente 'n monster neem en wanneer hulle die toetsuitslae kry.
Plante gee verskillende kombinasies van VOS onder verskillende omstandighede. Deur te fokus op VOS's wat relevant is vir spesifieke siektes of plantestres, kan die sensors gebruikers op spesifieke probleme waarsku.
'Ons tegnologie monitor VOC-uitstoot voortdurend van die plant af, sonder om die plant te benadeel, ”sê Wei. 'Die prototipe wat ons gedemonstreer het, stoor hierdie moniteringsdata, maar toekomstige weergawes sal die data draadloos oordra. Wat ons ontwikkel het, stel produsente in staat om probleme in die veld te identifiseer - hulle hoef nie te wag om toetsresultate van 'n laboratorium te ontvang nie. ”
Die reghoekige kolle is 30 millimeter (1.18 duim) lank en bestaan uit 'n buigsame materiaal wat grafiese sensore bevat en buigsame silwer nanodrade. Die sensors is bedek met verskillende chemiese ligande wat reageer op die teenwoordigheid van spesifieke VOC's, wat die stelsel toelaat om VOC's op te spoor en te meet in gasse wat die blare van die plant uitstraal.
Die navorsers het 'n prototipe van die toestel op tamatieplante getoets. Die prototipe is ingestel om te monitor vir twee soorte spanning: fisiese skade aan die plant en infeksie deur P. infestans, die patogeen wat laat veroorsaak roesiekte in tamaties. Die stelsel het binne een tot drie uur VOC-veranderinge wat verband hou met die fisiese skade opgespoor, afhangende van hoe naby die skade aan die plek van die pleister was.
Die opsporing van die teenwoordigheid van P. infestans langer geneem. Die tegnologie het eers drie tot vier dae nadat die navorsers die tamatieplante geënt het, veranderinge in die VOC-uitstoot gekry.
"Dit is nie baie vinniger as die voorkoms van visuele simptome van laatroesiekte nie," sê Wei. “Die moniteringstelsel beteken egter dat produsente nie daarop moet vertrou om klein visuele simptome op te spoor nie. Deurlopende monitering sal produsente in staat stel om so gou as moontlik plantsiektes te identifiseer, wat hulle help om die verspreiding van die siekte te beperk. ”
"Ons prototipes kan reeds 13 verskillende VOC's met 'n hoë akkuraatheid opspoor, wat gebruikers in staat stel om 'n aangepaste sensoropstelling te ontwikkel wat fokus op die spanning en siektes wat 'n produsent van mening is dat dit die beste is," sê Yong Zhu, professor in meganiese en lugvaartingenieurswese en mede -respondente outeur van die vraestel.
"Dit is ook belangrik om daarop te let dat die materiaal redelik goedkoop is," sê Zhu. 'As die vervaardiging vergroot word, dink ons hierdie tegnologie is bekostigbaar. Ons probeer 'n praktiese oplossing vir 'n werklike probleem ontwikkel, en ons weet dat koste 'n belangrike oorweging is. '
Die navorsers is tans besig om 'n volgende generasie pleister te ontwikkel wat kan monitor vir temperatuur, humiditeit en ander omgewingsveranderlikes sowel as VOS's. En hoewel die prototipes op batterye aangedryf is en die data ter plaatse gestoor het, beplan die navorsers dat toekomstige weergawes sonkrag sal kan dra en draadlose data-oordrag kan lewer.
Zheng Li, 'n voormalige doktor aan die NC State, wat nou 'n assistent-professor aan die Universiteit van Shenzhen is, en Yuxuan Li, 'n PhD-student aan die NC State, is mede-eerste outeurs van die artikel wat in die tydskrif gepubliseer is. saak. Bykomende mede-outeurs is van die Stony Brook Universiteit en die NC State.
Die werk het ondersteuning ontvang van die Amerikaanse departement van landbou, die National Science Foundation en die NC State.
Bron: NK Staat
Oor Die Skrywer
boeke-tuinmaak
Hierdie artikel verskyn oorspronklik op Futurity
