Η συσκευή μυρίζει τα «δακτυλικά αποτυπώματα της μυρωδιάς» των ταλαιπωρημένων φυτών


Η συσκευή μυρίζει το "μυρωδιά-δακτυλικά αποτυπώματα" των μαστιγωμένων φυτών

Μια ηλεκτρονική μύτη που μυρίζει φυτά ντομάτας που έχουν μολυνθεί από λευκές μύγες θα μπορούσε να βοηθήσει τους καλλιεργητές θερμοκηπίου να χρησιμοποιήσουν τον έλεγχο των παρασίτων. Πιστώσεις: Heping Zhu, ARS και Shaoqing Cui, Ohio State University.

Μια ομάδα επιστημόνων της Υπηρεσίας Γεωργικής Έρευνας (ARS) και πανεπιστημιακών επιστημόνων ανέπτυξε μια ηλεκτρονική μύτη για να μυρίζει τις προσβολές από λευκές μύγες φυτών τομάτας.


Το “E-Nose” λειτουργεί ανιχνεύοντας ένα συγκεκριμένο κοκτέιλ χημικών ουσιών, που ονομάζονται πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs), που απελευθερώνουν τα φυτά της τομάτας στον αέρα όταν δέχονται επίθεση από λευκές μύγες. Στη φύση, αυτές οι χημικές ουσίες θέτουν άλλα φυτά σε εγρήγορση. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το E-nose θα προειδοποιήσει επίσης τους καλλιεργητές, ώστε να μπορούν να βελτιώσουν τη χρήση εντομοκτόνων που σκοτώνουν τις λευκές μύγες, παραγόντων βιοελέγχου όπως παρασιτικές σφήκες ή άλλα μέτρα.

Σύμφωνα με τον Heping Zhu, έναν γεωπόνο μηχανικό της ARS Application Technology Research Unit στο Wooster του Οχάιο, ο οποίος ανέπτυξε από κοινού την E-nose με συνεργάτες στο The Ohio State και στο Πανεπιστήμιο του Tennessee-Knoxville, οι λευκές μύγες είναι κορυφαία έντομα στις ΗΠΑ. ντομάτες στην αγορά, οι οποίες αποτιμήθηκαν στα 721 εκατομμύρια δολάρια το 2020.

Αφεθεί ανεξέλεγκτη, οι ενήλικες λευκές μύγες και οι ανώριμες νύμφες τους ερευνούν τις κάτω πλευρές των φύλλων φυτών τομάτας για να βρουν χυμό, με αποτέλεσμα να κιτρινίζουν, να κυρτώνουν ή να πέφτουν. Η σίτιση της λευκής μύγας μπορεί επίσης να προκαλέσει ανομοιόμορφη ωρίμανση των καρπών και να μεταδώσει ιογενείς ασθένειες που εξασθενούν περαιτέρω τα φυτά.

Η παρακολούθηση της λευκής μύγας συνήθως περιλαμβάνει τον έλεγχο για έναν οριακό αριθμό παρασίτων ανά φύλλο σε δειγματοληψία φυτών ή συλλαμβάνονται σε κολλώδεις παγίδες—και τα δύο είναι χρονοβόρα διαδικασία.

Για το σκοπό αυτό, οι ερευνητές σχεδίασαν μια πρωτότυπη συσκευή E-nose περίπου στο μέγεθος ενός κουτιού παπουτσιών που μπορεί να λειτουργήσει στο θερμοκήπιο. Σύμφωνα με τον Zhu, η συσκευή μιμείται την όσφρηση των θηλαστικών και την ικανότητα του εγκεφάλου να αναγνωρίζει ορισμένες οσμές. Αλλά αντί για ένα , κύτταρα υποδοχέα και ένα , το E-nose χρησιμοποιεί αισθητήρες αερίων, μονάδες λήψης δεδομένων και άλλα εξαρτήματα.

Ένα βασικό χαρακτηριστικό του E-nose είναι μια πλακέτα κυκλώματος που μοιάζει με νεύρο που βοηθά στη μετατροπή δειγμάτων VOC από τον αέρα σε ψηφιακά σήματα. Αυτά τα σήματα με τη σειρά τους μεταδίδονται στον «εγκέφαλο» του συστήματος, δηλαδή, ένας μαθηματικός αλγόριθμος προγραμματισμένος να αναγνωρίζει συγκεκριμένους τύπους και συγκεντρώσεις —ή «δακτυλικά αποτυπώματα μυρωδιάς»— πτητικών οργανικών ενώσεων που εκπέμπουν τα φυτά τομάτας όταν προσβάλλονται.

Σε δοκιμές θερμοκηπίου, το E-nose εμφάνισε τα δακτυλικά αποτυπώματα VOC τέτοιων φυτών ως διαφορετικές γραμμές με διαφορετικά χρώματα που ανέβαιναν απότομα και σταθερά στα δεξιά μιας οθόνης LED. Επιπλέον, το σύστημα διέκρινε τα αποτυπώματα της μυρωδιάς των φυτών τομάτας που είχαν προσβληθεί από λευκές μύγες από εκείνα που δεν είχαν μολυνθεί, καθώς και τα φυτά των οποίων τα φύλλα τρυπήθηκαν με καρφίτσες για σύγκριση.

Με πρόσθετες δοκιμές και ανάπτυξη, το E-nose θα μπορούσε να δώσει στους καλλιεργητές θερμοκηπίου ένα άλλο εργαλείο παρακολούθησης για να αποφασίσουν πού, πότε και πώς να καταπολεμήσουν τις προσβολές από λευκές μύγες προτού φτάσουν σε οικονομικά επιζήμια επίπεδα. Εκτός από τις λευκές μύγες, το E-nose μύρισε επίσης με επιτυχία αφίδες και έντομα άλλων καλλιεργειών θερμοκηπίου που προσβάλλουν τις ντομάτες.

«Το μελλοντικό σύστημα E-nose μπορεί να σχεδιαστεί ως συσκευή χειρός για να λαμβάνουν δείγματα από τους καλλιεργητές “Μπορεί επίσης να σχεδιαστεί ως ένα ελεγχόμενο από υπολογιστή σύστημα δικτύωσης cloud που αποτελείται από πολλαπλούς έξυπνους αισθητήρες τοποθετημένους σε διαφορετικές τοποθεσίες στο θερμοκήπιο, έτσι ώστε ο υπολογιστής να μπορεί να συλλέγει αυτόματα δείγματα και να παρακολουθεί τις προσβολές 24 ώρες την ημέρα.”

Λεπτομέρειες για τα ευρήματα της ομάδας δημοσιεύτηκαν στο τεύχος Οκτωβρίου 2021 του Χημειοαισθητήρες και στο τεύχος Αυγούστου 2019 του Αισθητήρες.


Το φυτικό γονίδιο που βρίσκεται στο έντομο, το προστατεύει από τις τοξίνες των φύλλων


Περισσότερες πληροφορίες:
Shaoqing Cui et al, Ανάπτυξη φορητού συστήματος ηλεκτρονικής μύτης για γρήγορη διάγνωση προσβολής από λευκές μύγες σε φυτό ντομάτας στο θερμοκήπιο, Χημειοαισθητήρες (2021). DOI: 10.3390/chemosensors9110297

Shaoqing Cui et al, Ανάπτυξη συστήματος γρήγορης ηλεκτρονικής μύτης για πρώιμη διάγνωση φυτών ντομάτας που υποφέρουν από αφίδες, Αισθητήρες (2019). DOI: 10.3390 / s19163480

Παραπομπή: Η συσκευή μυρίζει τα «δακτυλικά αποτυπώματα της μυρωδιάς» των ταλαιπωρημένων φυτών (2022, 17 Ιανουαρίου) ανακτήθηκε στις 17 Ιανουαρίου 2022 από τη https://phys.org/news/2022-01-device-smell-fingerprints-pestered.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.



Source link

By koutsobolis

koutsobolis.com

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *