Bärbar lapp övervakar växter för sjukdom och stress

Sensorplåstret sitter på en växts blad

Forskare har utvecklat ett nytt plåster som växter kan "bära" för att kontinuerligt övervaka sjukdomar eller andra påfrestningar, såsom skörd på grödor eller extrem värme.

"Vi har skapat en bärbar sensor som övervakar växtstress och sjukdomar på ett icke-invasivt sätt genom att mäta de flyktiga organiska föreningarna (VOC) som släpps ut av växter", säger Qingshan Wei, biträdande professor i kemisk och biomolekylär teknik vid North Carolina State University och co -motsvarande författare till en uppsats om verket.

Nuvarande testmetoder för växtstress eller sjukdom involverar att ta vävnadsprov och genomföra en analys i ett laboratorium. Detta ger dock odlarna bara en mätning, och det är en tidsfördröjning mellan när odlare tar ett prov och när de får testresultaten.

Växter avger olika kombinationer av flyktiga organiska föreningar under olika omständigheter. Genom att rikta in sig på VOC som är relevanta för specifika sjukdomar eller växtstress kan sensorerna varna användarna om specifika problem.

”Vår teknik övervakar VOC-utsläpp från anläggningen kontinuerligt utan att skada växten, säger Wei. ”Prototypen vi har visat lagrar denna övervakningsinformation, men framtida versioner kommer att överföra data trådlöst. Det vi har utvecklat gör det möjligt för odlare att identifiera problem i fältet - de behöver inte vänta med att få testresultat från ett laboratorium. ”

De rektangulära plåstren är 30 millimeter långa och består av ett flexibelt material som innehåller grafenbaserade sensorer och flexibla silvernanotrådar. Sensorerna är belagda med olika kemiska ligander som svarar på närvaron av specifika VOC, vilket gör att systemet kan upptäcka och mäta VOC i gaser som anläggningens blad avger.

Forskarna testade en prototyp av enheten på tomatplantor. Prototypen inrättades för att övervaka två typer av stress: fysisk skada på växten och infektion av P. infestans, patogenen som orsakar sent blight sjukdom i tomater. Systemet upptäckte VOC-förändringar i samband med den fysiska skadan inom en till tre timmar, beroende på hur nära skadan var platsen för plåstret.

Upptäcka närvaron av P. infestans tog längre tid. Tekniken tog inte upp förändringar i VOC-utsläpp förrän tre till fyra dagar efter att forskare ympade tomatplantorna.

"Detta är inte markant snabbare än uppkomsten av visuella symtom på senblodsjukdom", säger Wei. ”Övervakningssystemet innebär dock att odlare inte behöver lita på att upptäcka små visuella symtom. Kontinuerlig övervakning skulle göra det möjligt för odlare att identifiera växtsjukdomar så snabbt som möjligt, vilket skulle hjälpa dem att begränsa spridningen av sjukdomen. ”

"Våra prototyper kan redan upptäcka 13 olika VOC-anläggningar med hög noggrannhet, så att användare kan utveckla en anpassad sensoruppsättning som fokuserar på de påfrestningar och sjukdomar som en odlare tycker är mest relevanta", säger Yong Zhu, professor i mekanik och flygteknik och co -motsvarande författare till tidningen.


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

"Det är också viktigt att notera att materialen är relativt billiga", säger Zhu. ”Om tillverkningen förstorades tror vi att den här tekniken skulle vara överkomlig. Vi försöker utveckla en praktisk lösning på ett verkligt problem och vi vet att kostnaden är en viktig faktor. ”

Forskarna arbetar för närvarande med att utveckla en nästa generations lapp som kan övervaka temperatur, fuktighet och andra miljövariabler samt VOC. Och medan prototyperna var batteridrivna och lagrade data på plats, planerar forskarna att framtida versioner ska vara soldrivna och kunna trådlös dataöverföring.

Zheng Li, en tidigare postdoktor vid NC State och nu är biträdande professor vid Shenzhen University, och Yuxuan Li, doktorand vid NC State, är medförfattare till tidningen, publicerad i tidskriften Materia. Ytterligare medförfattare är från Stony Brook University och NC State.

Arbetet fick stöd från US Department of Agriculture, National Science Foundation och NC State.

källa: NC-staten

Om författaren

Matt Shipman-NC-staten

trädgårdsskötsel

Denna artikel dök ursprungligen upp på Futurity

 

Fler artiklar av denna författare

Du kanske också gillar

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

INNERSELF VOICES

Månförmörkelse, 12 maj 2022
Astrologisk översikt och horoskop: 23–29 maj 2022
by Pam Younghans
Den här astrologiska veckotidningen baseras på planetariska influenser och erbjuder perspektiv och ...
05 21 återuppliva fantasin i farliga tider 5362430 1920
Förvirra fantasin i farliga tider
by Natureza Gabriel Kram
I en värld som ofta verkar inriktad på att förstöra sig själv, kommer jag på mig själv som kurator för skönhet - den typen...
grupp av multirasindivider som står för ett gruppfoto
Sju sätt att visa respekt för ditt olika team (video)
by Kelly McDonald
Respekt är djupt meningsfullt, men det kostar ingenting att ge. Här är sätt du kan demonstrera (och...
elefant som går framför en solnedgång
Astrologisk översikt och horoskop: 16–22 maj 2022
by Pam Younghans
Den här astrologiska veckotidningen baseras på planetariska influenser och erbjuder perspektiv och ...
foto av Leo Buscaglia från omslaget till hans bok: Living, Loving and Learning
Hur man förändrar någons liv på några sekunder
by Joyce Vissell
Mitt liv förändrades dramatiskt när någon tog den sekunden att påpeka min skönhet.
ett sammansatt fotografi av en total månförmörkelse
Astrologisk översikt och horoskop: 9–15 maj 2022
by Pam Younghans
Den här astrologiska veckotidningen baseras på planetariska influenser och erbjuder perspektiv och ...
05 08 utveckla medkännande tänkande 2593344 avslutat
Utveckla medkännande tänkande mot sig själv och andra
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
När människor talar om medkänsla, syftar de mest på att ha medkänsla för andra... för...
en man som skriver ett brev
Att skriva sanningen och låta känslorna flöda
by Barbara Berger
Att skriva ner saker är ett bra sätt att öva på att säga sanning.
Stiga upp! En ny sanningens dimension
Stå upp till en ny dimension av sanningen med en stor konjunktion på solståndet
by Sarah Varcas
Avstå från den förtryckande Stenbockenergin som har definierat 2020, denna stora konjunktion ...
Lyft dina vibbar och föra ljus tillbaka till din värld
Lyft dina vibbar och föra ljus tillbaka till din värld
by Athena Bahri
Det finns händelser i livet som förändrar hur vi interagerar med andra, ser oss själva, ...
Åldern av Vi behöver varandra
Åldern av Vi behöver varandra
by Charles Eisenstein
Det arbete jag gör är inte "mitt" arbete. Detta är idéer vars tid har kommit och de behöver skickliga skrivare ...

MEST LÄS

ögon förutsäger hälsa 4 9
Vad dina ögon avslöjar om din hälsa
by Barbara Pierscionek, Anglia Ruskin University
Forskare vid University of California, San Diego, har utvecklat en smartphone-app som kan...
återuppbyggande miljö 4 14
Hur infödda fåglar återvänder till Nya Zeelands restaurerade urbana skogar
by Elizabeth Elliot Noe, Lincoln University et al
Urbanisering, och förstörelsen av livsmiljöer den medför, är ett stort hot mot inhemska fåglar...
Historien om lidande och död bakom Irlands abortförbud och efterföljande legalisering
Historien om lidande och död bakom Irlands abortförbud och efterföljande legalisering
by Gretchen E. Ely, University of Tennessee
Om USA:s högsta domstol upphäver Roe v. Wade, beslutet från 1973 som legaliserade abort i...
hur mycket sömn du behöver 4 7
Hur mycket sömn du verkligen behöver
by Barbara Jacquelyn Sahakian, University of Cambridge, et al
De flesta av oss kämpar för att tänka väl efter en dålig natts sömn – känner oss dimmiga och misslyckas med att prestera...
förtroendefulla sällskap är glada 4 14
Varför förtroendesamhällen överlag är lyckligare
by enjamin Radcliff, University of Notre Dame
Människor är sociala djur. Detta betyder, nästan som en fråga av logisk nödvändighet, att människors...
fördelarna med citronvatten 4 14
Kommer citronvatten att detoxa eller ge dig energi?
by Evangeline Mantzioris, University of South Australia
Om du tror på anekdoter på nätet är det att dricka ljummet vatten med en skvätt citronsaft...
ekonomi 4 14
5 saker som ekonomer vet, men låter fel för de flesta andra
by Renaud Foucart, Lancaster University
En märklig sak med vårt yrke är att när vi akademiska ekonomer i stort sett håller med varje...
lära sig att uppmärksamma 4 14
Dessa strategier och Life Hacks kan hjälpa alla med uppmärksamhetsproblem
by Rob Rosenthal, University of Colorado
På grund av den ständiga strömmen av negativ feedback som människor får om sin produktivitet...

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.