دانشمندان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی برچسبی را ساخته‌اند که قابلیت نصب شدن غیرمهاجم بر روی گیاهان را دارد و می‌تواند بطور مستمر و در زمان واقعی (real time) وضعیت سلامت گیاه و بیماری‌ها و استرس‌های آن را تحت نظر بگیرد.
به گزارش خبر گیاه‌پزشکی ایران، این برچسب مجهز به انواع سنسورها (حسگرها) است که قادر به اندازه‌گیری میزان ترکیبات آلی فرار (VOCs) متصاعدشده از گیاه هستند.
گیاهان در شرایط مختلف، انواع ترکیبات آلی فرار (VOCs) از خود متصاعد می‌کنند. با بررسی ترکیبات متصاعدشده از گیاهان در زمان تنش (استرس) و بیماری، سنسورهای نصب‌شده می‌توانند بیماری یا تنش یا عارضه‌ای که گیاه به آن مبتلاست را تشخیص بدهند.
این برچسب به طول ۲۰ میلی‌متر بوده و از ماده انعطاف‌پذیری ساخته شده که روی آنها سنسورهای بر پایه گرافین و نانوسیم‌های نقره‌ای انعطاف‌پذیر قرار گرفته‌اند.
حسگرها با لیگاندهای شیمیایی متعددی پوشش داده شده‌اند که به وجود VOC ها واکنش نشان داده و امکان شناسایی و اندازه‌گیری آنها را در گازهای متصاعدشده از برگ‌های گیاه فراهم می‌سازند.
نمونه اولیه ساخته شده توسط این دانشمندان برای تشخیص دو نوع عارضه در گیاه گوجه‌فرنگی به کار گرفته شد: آسیب فیزیکی و آلودگی به بیماری بلایت (Ph. infestans) .
تشخیص تغییرات VOC ناشی از آسیب فیزیکی در مدت ۱ تا ۳ ساعت انجام شد اما تشخیص آلودگی گیاه به بیماری بلایت مدت بیشتری طول کشید و ۳ تا ۴ روز بعد از آلوده‌سازی گیاه تغییرات VOC گیاه توسط سنسورها ثبت شد.
نمونه تولیدشده قادر به ذخیره‌سازی اطلاعات مربوط به نظارت بر وضعیت سلامتی گیاه است اما سازندگان امیدوارند تا نمونه‌های آینده قابلیت انتقال بی‌سیم یا وایرلس داده‌ها را هم داشته باشند.
در حال حاضر تشخص بیماری‌ها و تنش‌های گیاهان به نمونه‌برداری از گیاه و انجام بررسی‌های آزمایشگاهی وابسته است که مستلزم صرف زمان بوده و با تاخیر انجام می‌گیرد.
با استفاده از این ابزار جدید کشاورزان نیاز به مراجعه به آزمایشگاه و انتظار کشیدن برای دریافت نتیجه آزمایش و بررسی نخواهند داشت و در عین حال تشخیص عارضه یا بیماری، صرفا وابسته به بررسی علایم ظاهری بیماری نخواهد بود.
اصل مقاله
Real-time monitoring of plant stresses via chemiresistive profiling of leaf volatiles by a wearable sensor; Matter, VOLUME 4, ISSUE 7, JULY 07, 2021; Zheng Li et al. https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.06.009
