Учени от САЩ разработиха интелигентен сензор, който открива стреса при растенията и може значително да подпомогне земеделските производители. Според публикация в списание ACS Sensors на Американското дружество на химиците това устройство предлага революционен подход за ранно разпознаване на потенциални заплахи за реколтата.

Как работи интелигентният сензор?

Културите често са изложени на стресови фактори като суша, вредители и инфекции. Колкото по-рано фермерите разпознаят проблема, толкова по-бързо могат да вземат мерки за предотвратяване на загуби. Новият сензор отчита биохимични сигнали от растенията и изпраща предупреждение веднага щом установи признаци на стрес.

Растенията естествено произвеждат водороден пероксид (H2O2) като част от процесите на фотосинтеза и дишане. При стрес те отделят по-големи количества от този химикал, за да активират защитните си механизми. Традиционните методи за измерване на H2O2 изискват сложни лабораторни анализи, но новият сензор осигурява бързи и точни резултати в реално време.

Технологията зад сензора

Сензорът, създаден от екип от университета на Айова, представлява гъвкава полимерна лепенка с микроигли, покрити със злато. Повърхността на лепенката е обработена с хидрогел, съдържащ ензим, който реагира с водородния пероксид и генерира електрически сигнал. В допълнение, графенов оксид в гела подпомага предаването на електроните между електродите, което позволява точно измерване на концентрацията на H2O2.

Когато сензорът се прикрепи към листата на растението, микроиглите проникват в горния слой на тъканта и взаимодействат със сока му. Колкото по-високо е нивото на водородния пероксид, толкова по-силен е генерираният електрически сигнал. Ако този сигнал надхвърли определен праг, устройството изпраща незабавно предупреждение до мобилния телефон или компютъра на фермера чрез Bluetooth или Wi-Fi.

Ефективност и бъдещо развитие

В тестове, проведени върху соеви и тютюневи растения, сензорът успешно е разграничил здрави растения от такива, заразени с бактериални патогени. Резултатите, получени от устройството, съвпадат с тези на традиционните лабораторни методи за анализ.

Текущата версия на сензора позволява многократна употреба върху листата на растенията. Учените продължават да работят върху подобрения, които ще удължат експлоатационния му живот и ще го направят още по-ефективен за земеделските стопани.

Тази иновация обещава да промени начина, по който фермерите следят състоянието на своите култури, осигурявайки по-добра реколта и намалявайки загубите.

Източник: New Atlas