ノースカロライナ州立大学の研究者が率いる 鄭李 パッチを開発しました 植物 彼らは「身に着けて」、病気や作物の損傷や極度の暑さなどの他の不快感を継続的に監視することができます。
緑の健康センサー
植物から放出される揮発性有機化合物（VOC）を測定することにより、植物のストレスや病気を非侵襲的に監視するウェアラブルセンサーを作成しました。
青山魏、研究の共著者。 ノースカロライナ州立大学の化学および生体分子工学の助教授。
ストレスや作物の病気の現在の検査方法には、植物組織サンプルの採取と実験室分析の実施が含まれます。
ただし、これは栽培者にXNUMXつの測定値しか与えません。ピッキングとテスト結果の間の時間間隔により、読みにくくなります。
異なる作物、異なる頻度
作物は、さまざまな状況下でさまざまなVOCの組み合わせを放出します。 センサーは、特定の植物の病気やストレスに関連するVOCをターゲットにすることで、ユーザーに特定の問題を警告できます。
「当社の技術は、プラントに損傷を与えることなく、プラントからのVOC排出量を継続的に監視しています」とWei氏は言います。 「私たちがデモンストレーションしたプロトタイプはこの追跡データを保存しますが、将来のバージョンではデータをワイヤレスで送信します。 私たちが開発したものにより、栽培者は現場の問題を特定することができます。ラボからテスト結果を得るのを待つ必要はありません。」
「グリーン」パッチはどのように作成されますか？
長方形のパッチは30mmの長さで、グラフェンベースのセンサーと柔軟な銀ナノワイヤーを含む柔軟な材料でできています。 センサーは、さまざまな作物の特定のVOCの存在に応答するさまざまな化学リガンドでコーティングされています。
これにより、システムは植物の葉から放出されるガス中のVOCを検出および測定できます。
研究者たちは、トマト植物でデバイスのプロトタイプをテストしました。 プロトタイプは、次のXNUMX種類のストレスを監視するように設定されました。 植物への物理的損傷と、トマトにべと病を引き起こす病原体であるジャガイモ疫病菌の感染。
システムは、損傷がパッチサイトにどれだけ近いかに応じて、XNUMX〜XNUMX時間以内に作物の物理的損傷に関連する変化を検出しました。
物事は改善され、改善される
P.infestansの存在の検出には時間がかかりました。 この技術は、研究者がトマト植物に接種してからXNUMX〜XNUMX日後まで、VOC排出量の変化を検出しませんでした。
「これはべと病の視覚症状の発症よりもはるかに速いわけではありません」とWei氏は言います。 「しかし、作物監視システムは、栽培者がわずかな視覚的症状の検出に依存する必要がないことを保証します。 継続的なモニタリングにより、栽培者は植物の病気をできるだけ早く特定することができ、病気の蔓延を制限するのに役立ちます。」
グリーンパッチのプロトタイプは、すでに同じ数の作物の13種類のVOCを高精度で検出できます。
「ワックス」作物、硬化作物
材料はかなり低コストであることに注意することが重要です。 生産量が増えると、この技術は儲かるでしょう。 このような問題の実用的な解決策は、非常に低いコストで済みます。
「クロップセーバー」パッチの次のステップは？ 研究者たちは現在、VOCに加えて、温度、湿度、その他の環境変数を監視できる次世代に取り組んでいます。 また、前述のように、将来のバージョンは太陽光発電であり、ワイヤレスデータ転送が可能です。
