आता रोग ओळखण्यासाठी पिकांच्या पानाला लागणार इलेक्ट्रॉनिक चिप

नॉर्थ कॅरोलिना स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी एक इलेक्ट्रॉनिक पॅच विकसित केला आहे जो विषाणूजन्य आणि बुरशीजन्य संसर्ग, तसेच दुष्काळ किंवा खारटपणा यांसारख्या ताणतणावांसाठी पिकांवर लक्ष ठेवण्यासाठी रोपाच्या पानांना लावला जाऊ शकतो.

चाचणी दरम्यान, संशोधकांना असे आढळून आले की टोमॅटोमधील विषाणूजन्य संसर्गाची ओळख उत्पादकांना आजारपणाचे कोणतेही दृश्य निर्देशक शोधण्याआधी पॅच एक आठवड्यापेक्षा जास्त काळ आधी करू शकते.

“याचा महत्त्वाचा आहे कारण आधुनिक उत्पादक वनस्पतींमध्ये अनेक रोग आणि बुरशीजन्य संसर्ग उत्पन्न होतात, ज्याची ओळख घेणे अत्यंत आवश्यक आहे. हे संसर्गांचे प्रसार मर्यादित करण्यासाठी आणि त्यांचे पीक टिकवून ठेवण्यास ते अधिक सक्षम होतील,” हे किंगशान वेई, एनसी स्टेटमधील रासायनिक आणि बायोमोलेक्युलर अभियांत्रिकीचे सहाय्यक प्राध्यापक म्हणतात. याच्याशी संबंधित आहेत कामावरील पेपरचे लेखक.

“याशिवाय, जलद उत्पादक अजैविक ताण ओळखू शकतात, जसे की खार्या पाण्याच्या प्रवेशामुळे दूषित सिंचन पाणी, ते संबंधित आव्हानांना तोंड देण्यास आणि पीक उत्पादन सुधारण्यास सक्षम होतील.” 12 एप्रिल रोजी ओपन-एक्सेस जर्नल सायन्स अॅडव्हान्सेसमध्ये “अबॅक्सियल लीफ सरफेस-माउंटेड मल्टीमोडल वेअरेबल सेन्सर फॉर कंटीन्युटिव्ह प्लांट फिजियोलॉजी मॉनिटरिंग” या शीर्षकाचा लेख प्रकाशित झाला.

ही पद्धत पूर्वीच्या प्रोटोटाइप पॅचवर आधारित आहे ज्याने वनस्पतींद्वारे सोडलेल्या अस्थिर सेंद्रिय संयुगे (VOCs) शोधून वनस्पती आजार ओळखले. वेगवेगळ्या परिस्थितीत, वनस्पती VOC चे विविध मिश्रण उत्सर्जित करतात. सेन्सर विशिष्ट रोग किंवा वनस्पती तणावाशी संबंधित असलेल्या VOCs ला लक्ष्य करून विशिष्ट चिंता वापरकर्त्यांना सूचित करू शकतात.

“नवीन पॅचमध्ये अतिरिक्त सेन्सर्स समाविष्ट केले आहेत, ज्यामुळे ते तापमान, पर्यावरणीय आर्द्रता आणि वनस्पतींद्वारे त्यांच्या पानांद्वारे ‘उच्छ्वास’ होत असलेल्या आर्द्रतेचे निरीक्षण करू शकतात,” असे सह-संबंधित लेखक आणि अँड्र्यू ए अॅडम्स प्रतिष्ठित प्रोफेसर योंग झू म्हणतात. एनसी स्टेट येथे मेकॅनिकल आणि एरोस्पेस अभियांत्रिकी. पॅचेस फक्त 30 मिलिमीटर लांब आहेत आणि सेन्सर्स आणि सिल्व्हर नॅनोवायर-आधारित इलेक्ट्रोडसह लवचिक पॉलिमरचे बनलेले आहेत. पॅचेस पानांच्या खालच्या बाजूस लावले जातात, ज्यामध्ये रंध्राची घनता जास्त असते—जे छिद्र जे वनस्पतीला त्याच्या सभोवतालच्या वायूंची देवाणघेवाण करून “श्वास घेण्यास” परवानगी देतात.

ग्रीनहाऊसमधील टोमॅटोच्या रोपांवर नवीन पॅचची चाचणी घेण्यात आली आणि संशोधकांनी विविध सेन्सर कॉम्बिनेशन असलेल्या पॅचसह प्रयोग केले. टोमॅटोच्या झाडांना तीन स्वतंत्र रोगजनकांचा संसर्ग झाला होता: टोमॅटो स्पॉटेड विल्ट व्हायरस (TSWV), लवकर येणारा ब्लाइट, एक बुरशीजन्य संसर्ग आणि उशीरा ब्लाइट, एक ओमायसीट रोगजनक. अजैविक ताण जसे की जास्त पाणी पिणे, कोरडी परिस्थिती, प्रकाशाची कमतरता आणि पाण्यात जास्त प्रमाणात मीठ सांद्रता देखील झाडांवर लागू होते.

रोग आणि अजैविक ताणांच्या शोधासाठी कोणत्या सेंसर संयोजन सर्वात यशस्वी मानले जातात, हे निश्चित करण्यासाठी या अभ्यासातील डेटा कृत्रिम बुद्धिमत्ता कार्यक्रमात वापरले गेले आहेत. “आमच्या सर्व अभ्यासांचा परिणाम पूर्ण बोर्डवर आशावादी असतो”, याचा वेई व्यक्त करतो. “उदाहरणार्थ, पॅचवर तीन सेंसर एकत्र करून, झाडांना संसर्ग झाल्यानंतर आम्ही चार दिवसांमध्ये TSWV शोधू शकतो”, असे त्याचे स्पष्टीकरण आहे. हा एक लक्षणीय फायदा आहे कारण टोमॅटोमध्ये TSWV ची शारीरिक लक्षणे १० ते १४ दिवसांच्या काळापर्यंत दिसत नाहीत.

(Source: नॉर्थ कॅरोलिना स्टेट युनिव्हर्सिटी)