لا تستطيع النباتات التحدث إلينا عندما تشعر بالعطش ، ولا تبدأ العلامات المرئية مثل أوراق الذبول أو اللون البني في الظهور حتى يجف معظم الماء. قام باحثون في مجلة ACS Journal of Interfaces and Applied Materials ببناء جهاز استشعار يمكن ارتداؤه لأوراق النبات ، بهدف اكتشاف فقد الماء مبكرًا. ينقل النظام البيانات لاسلكيًا إلى تطبيق هاتف ذكي ، ويتحكم عن بعد في إجهاد الجفاف في الحدائق والمحاصيل.
تقوم الأجهزة الحديثة القابلة للارتداء بأكثر من مجرد عد الخطوات: تراقب بعض الساعات الذكية الآن النشاط الكهربائي لقلب مرتديها من خلال أقطاب كهربائية موضوعة على الجلد. يمكن للأطباء مراقبة وتقييم صحة مرضاهم عن بعد حيث يمكن مشاركة البيانات المجمعة لاسلكيًا عبر أجهزة متعددة.
وبالمثل ، يمكن للأجهزة (الموضوعة على النباتات) أن تساعد المزارعين والبستانيين في مراقبة صحة نباتاتهم عن بُعد ، بما في ذلك محتوى ماء الأوراق ، وهو المؤشر الأول لعملية التمثيل الغذائي والإجهاد الناتج عن الجفاف.
في السابق ، كان الباحثون الذين لديهم نفس الهدف قد طوروا أقطابًا معدنية ، لكنهم لم يبقوا على اتصال بشكل صحيح ، مما أدى إلى تدهور دقة البيانات. لذلك أراد ريناتو ليما وزملاؤه تحديد تصميم قطب كهربائي موثوق به لمراقبة الإجهاد المائي على المدى الطويل في النباتات ، مع التأكد أيضًا من استقراره.
صنع الباحثون نوعين من الأقطاب الكهربائية: أحدهما من معدن النيكل المترسب في نمط متعرج ضيق ، والآخر من ورق محترق جزئيًا ومغطى بطبقة شمعية. عندما وصل الفريق نوعين من الأقطاب المغناطيسية لفصل أوراق فول الصويا باستخدام شريط شفاف ، عملت أقطاب النيكل بشكل أفضل وأنتجت إشارات أكبر عندما تجف الأوراق.
كانت الأقطاب المعدنية أيضًا أكثر مقاومة للرياح ، وهو ما كان متوقعًا نظرًا لتصميم الغلاف المعدني الرقيق المتعرج الذي سمح لمزيد من الشريط بالالتصاق بسطح الورقة. ابتكر الباحثون لاحقًا جهازًا يتم وضعه على نباتات ذات أقطاب كهربائية معدنية ثم يتم توصيلها بنبات حي في ثقافة تشبه الزجاج.
قام الجهاز بمشاركة البيانات لاسلكيًا مع تطبيق وموقع ويب للهواتف الذكية ، وبعد ذلك تعمل تقنية التعلم الآلي السريعة والبسيطة على تحويل هذه البيانات بنجاح إلى نسبة مئوية تشير إلى فقدان محتوى الماء. قال الباحثون إن مراقبة محتوى ماء الأوراق قد يوفر بشكل غير مباشر معلومات حول تعرض النبات للآفات والسموم.
يخطط الباحثون الآن لاختبار الأجهزة على النباتات في الحدائق والمحاصيل الخارجية لتحديد وقت الماء ، لأنها توفر معلومات موثوقة عند اختبارها في الداخل ، والتي يمكن أن توفر الموارد وتزيد الغلة.
اقرأ أيضًا:
نوع جديد من المواد النانوية يحاكي قدرة النباتات على القيام بعملية التمثيل الضوئي
7 مغذيات مهمة للصحة لا يمكن الحصول عليها من النباتات
ترجمة: ربيع شهود
تحرير: عبد الرحمن داده
التقييم: حسين غرود
# تكنولوجيا # جديدة # تساعدنا # معرفة # مرات من # الأول إلى # النباتات