Singapore-MIT Alliance for Research and Technology-forskere har designet en bærbar optisk sensor, der tillader hurtig overvågning af plantestress – et nyt værktøj til at hjælpe landmænd og planteforskere med tidlig diagnose og plantesundhedsovervågning i realtid under markforhold.
Forskere fra Disruptive & Sustainable Technologies for Agricultural Precision (DiSTAP) Interdisciplinary Research Group (IRG) af Singapore-MIT Alliance for forskning og teknologi (SMART)MIT's forskningsvirksomhed i Singapore og Temasek Life Sciences Laboratory (TLL) har designet en bærbar optisk sensor, der kan overvåge, om en plante er under stress.
Tidlig diagnose af nitrogenmangel
SMARTs nye bærbare Raman-bladklipssensor kan være et nyttigt værktøj i præcisionslandbrug, der muliggør tidlig diagnose af nitrogenmangel i planter, hvilket kan kædes sammen med for tidlig bladforringelse og tab af udbytte.
"Vores resultater viste, at in vivo-målinger ved hjælp af den bærbare Raman-sensor med bladklemme under vækstbetingelser med fuld lys var i overensstemmelse med målinger opnået med et bordplade Raman-spektrometer på bladsektioner under laboratorieforhold," siger MIT-professor Rajeev Ram, co-Lead. forfatter til papiret og Principal Investigator på DiSTAP.
"Vi demonstrerede, at tidlig diagnose af nitrogenmangel - et kritisk næringsstof og den vigtigste komponent i gødning - i levende planter er mulig med den bærbare sensor."
Markbrug af landmænd
Mens undersøgelsen hovedsageligt så på måling af nitrogenniveauer i planter, kan enheden også bruges til at detektere niveauer af andre plantestressfænotyper såsom tørke, varme- og kuldestress, saltvandsstress og let stress. Det brede udvalg af plantestressfaktorer, der kan detekteres af disse Raman-sonder med bladklip, og deres enkelhed og hastighed kunne gøre dem ideelle til markbrug af landmænd for at sikre afgrødes sundhed.
"Mens vi har fokuseret på den tidlige og specifikke diagnose af nitrogenmangel ved hjælp af bladklemmesensoren, var vi i stand til at måle toppe fra andre metabolitter, som også tydeligt observeres i populære grøntsager såsom Kailan, Salat, Choy Sum, Pak Choi, og spinat,” siger Dr. Chung Hao Huang, medførsteforfatter af papiret og postdoktor ved TLL.
Hjælp landmændene til at maksimere afgrødeudbyttet
Holdet mener, at deres resultater kan hjælpe landmændene med at maksimere afgrødeudbyttet, samtidig med at de sikrer minimale negative påvirkninger på miljøet, herunder minimerer forurening af akvatiske økosystemer ved at reducere nitrogenafstrømning og infiltration i grundvandsspejlet.