पहनने योग्य पैच रोग और तनाव के लिए पौधों की निगरानी करता है

सेंसर पैच एक पौधे की पत्ती पर बैठता है

शोधकर्ताओं ने एक नया पैच विकसित किया है जिसे पौधे फसलों की क्षति या अत्यधिक गर्मी जैसे रोगों या अन्य तनावों की लगातार निगरानी के लिए "पहन" सकते हैं।

"हमने एक पहनने योग्य सेंसर बनाया है जो पौधों द्वारा उत्सर्जित वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) को मापकर एक गैर-आक्रामक तरीके से पौधों के तनाव और बीमारी की निगरानी करता है," उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी और सह में रासायनिक और जैव-आणविक इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर किंगशान वेई कहते हैं। - काम पर एक पेपर के संबंधित लेखक।

के लिए परीक्षण के वर्तमान तरीके संयंत्र तनाव या बीमारी में पौधे के ऊतक के नमूने लेना और एक प्रयोगशाला में एक परख करना शामिल है। हालांकि, यह केवल उत्पादकों को एक माप देता है, और जब उत्पादक एक नमूना लेते हैं और जब उन्हें परीक्षण के परिणाम मिलते हैं, तो बीच में एक समय अंतराल होता है।

पौधे विभिन्न परिस्थितियों में वीओसी के विभिन्न संयोजनों का उत्सर्जन करते हैं। विशिष्ट रोगों या पौधों के तनाव के लिए प्रासंगिक वीओसी को लक्षित करके, सेंसर उपयोगकर्ताओं को विशिष्ट समस्याओं के प्रति सचेत कर सकते हैं।

"हमारी तकनीक पर नज़र रखता है VOC उत्सर्जन पौधे से लगातार, पौधे को नुकसान पहुँचाए बिना," वेई कहते हैं। "हमने जो प्रोटोटाइप प्रदर्शित किया है वह इस निगरानी डेटा को संग्रहीत करता है, लेकिन भविष्य के संस्करण डेटा को वायरलेस तरीके से प्रसारित करेंगे। हमने जो विकसित किया है वह उत्पादकों को क्षेत्र में समस्याओं की पहचान करने की अनुमति देता है - उन्हें प्रयोगशाला से परीक्षण के परिणाम प्राप्त करने के लिए इंतजार नहीं करना पड़ेगा।"

आयताकार पैच 30 मिलीमीटर (1.18 इंच) लंबे होते हैं और इसमें एक लचीली सामग्री होती है जिसमें ग्राफीन-आधारित सेंसर और लचीले सिल्वर नैनोवायर होते हैं। सेंसर विभिन्न रासायनिक लिगेंड के साथ लेपित होते हैं जो विशिष्ट वीओसी की उपस्थिति का जवाब देते हैं, जिससे सिस्टम को पौधों की पत्तियों से निकलने वाली गैसों में वीओसी का पता लगाने और मापने की अनुमति मिलती है।

शोधकर्ताओं ने टमाटर के पौधों पर डिवाइस के एक प्रोटोटाइप का परीक्षण किया। प्रोटोटाइप को दो प्रकार के तनाव की निगरानी के लिए स्थापित किया गया था: पौधे को शारीरिक क्षति और संक्रमण द्वारा पी। Infestans, रोगज़नक़ जो देर से पैदा करता है तुषार रोग टमाटर में। सिस्टम ने एक से तीन घंटे के भीतर शारीरिक क्षति से जुड़े वीओसी परिवर्तनों का पता लगाया, जो इस बात पर निर्भर करता है कि पैच की साइट पर क्षति कितनी करीब थी।

की उपस्थिति का पता लगाना पी। Infestans अधिक समय लगा। शोधकर्ताओं ने टमाटर के पौधों को टीका लगाने के तीन से चार दिन बाद तक प्रौद्योगिकी ने वीओसी उत्सर्जन में बदलाव नहीं किया।

"यह देर से तुषार रोग के दृश्य लक्षणों की उपस्थिति से स्पष्ट रूप से तेज़ नहीं है," वेई कहते हैं। "हालांकि, निगरानी प्रणाली का मतलब है कि उत्पादकों को मिनट के दृश्य लक्षणों का पता लगाने पर भरोसा नहीं करना पड़ता है। निरंतर निगरानी से उत्पादकों को पौधों की बीमारियों की जल्द से जल्द पहचान करने में मदद मिलेगी, जिससे उन्हें बीमारी के प्रसार को सीमित करने में मदद मिलेगी।”

मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग और सह के प्रोफेसर योंग झू कहते हैं, "हमारे प्रोटोटाइप पहले से ही उच्च सटीकता के साथ 13 अलग-अलग संयंत्र वीओसी का पता लगा सकते हैं, जिससे उपयोगकर्ता एक अनुकूलित सेंसर सरणी विकसित कर सकते हैं जो तनाव और बीमारियों पर ध्यान केंद्रित करता है।" - कागज के संबंधित लेखक।

"यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सामग्री काफी कम लागत वाली है," झू कहते हैं। “अगर विनिर्माण को बढ़ाया गया, तो हमें लगता है कि यह तकनीक सस्ती होगी। हम वास्तविक दुनिया की समस्या का व्यावहारिक समाधान विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं, और हम जानते हैं कि लागत एक महत्वपूर्ण विचार है।"

शोधकर्ता वर्तमान में अगली पीढ़ी के पैच को विकसित करने के लिए काम कर रहे हैं जो तापमान, आर्द्रता और अन्य पर्यावरणीय चर के साथ-साथ वीओसी की निगरानी कर सकता है। और जब प्रोटोटाइप बैटरी से चलने वाले थे और साइट पर डेटा संग्रहीत करते थे, तो शोधकर्ता भविष्य के संस्करणों को सौर ऊर्जा से संचालित और वायरलेस डेटा ट्रांसफर में सक्षम बनाने की योजना बनाते हैं।

झेंग ली, एनसी राज्य में एक पूर्व पोस्टडॉक, जो अब शेन्ज़ेन विश्वविद्यालय में सहायक प्रोफेसर हैं, और एनसी राज्य में पीएचडी छात्र युक्सुआन ली, पत्रिका में प्रकाशित पेपर के सह-प्रथम लेखक हैं। बात. अतिरिक्त सह-लेखक स्टोनी ब्रुक विश्वविद्यालय और नेकां राज्य से हैं।

काम को अमेरिकी कृषि विभाग, राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और नेकां राज्य से समर्थन मिला।

स्रोत: नेकां राज्य

के बारे में लेखक

मैट शिपमैन-एनसी राज्य

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