La actualidad nos continúa sorprendiendo con noticias sobre los diferentes avances científicos relacionados con el mundo de la agricultura y, en este caso, también de la botánica. En esta ocasión, un grupo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte ha desarrollado un parche sensorial capaz de detectar y prevenir enfermedades en las plantas gracias a un sistema de monitorización permanente.
Este grupo de investigación, que tiene por nombre Emerging Plant Disease & Global Food Research, está dirigido por Zheng Li y ha basado su trabajo en la necesidad de anticiparse a los males que afectan a las plantas, a la detección por observación o por muestreo de tejido vegetal que posteriormente se analizaría en laboratorios. En palabras de Qing Shan Wei, coautor del estudio, se ha creado “un sensor portátil que monitorea el estrés y las enfermedades de las plantas de una manera no invasiva, midiendo los compuestos orgánicos volátiles emitidos por las plantas”. En su versión final, estos pequeños parches se aplican directamente sobre las hojas de las plantas y así pueden recoger toda la información que necesitan.
Primeros pasos del proyecto
El resultado final del proyecto está basado en un prototipo anterior que logró detectar enfermedades y signos de estrés más de una semana antes de que estos fuesen evidentes. La base de todo el proyecto se basa en la monitorización y estudio de los compuestos orgánicos vitales (COV) que toda plata emite al medio ambiente y que, en muchas ocasiones, están asociados a diversos signos de malestar. Para probar este prototipo, se inocularon hasta tres enfermedades diferentes en un cultivo de tomates. Los resultados, como ya hemos avanzado, fueron sorprendentes.
Para continuar con la investigación, el equipo pasó todos los datos del estudio por una inteligencia artificial que, debidamente programada, detectó las combinaciones de factores y sensores que resultaban más efectivos para la detección temprana de enfermedades y signos de estrés derivados de factores como sequías, exceso de calor u otros agentes externos.
Llega el parche definitivo
Una vez comprobada la viabilidad del prototipo, se pasó a desarrollar lo que sería el producto definitivo. Este parque, el que recientemente se ha presentado en sociedad, es un pequeño elemento de unos treinta milímetros de longitud realizado en un material flexible por el que circulan diferentes tipos de sensores y electrodos basados en nanocables de plata. Además, se incluye un segundo grupo de sensores que son capaces de monitorizar la temperatura, la humedad ambiental y la humedad que presenta la hoja en sí misma.
El parche sensitivo se ubica en la parte inferior de las hojas. La razón de esto es que esta parte de la planta contiene una mayor cantidad de estomas, que básicamente son los poros mediante los que la planta comparte gases con el entorno.
Por el momento, el parche sensitivo para la detección de enfermedades y señales de estrés ha sido probado con éxito en laboratorios e invernaderos. El siguiente paso es aplicarlo en plantaciones a cielo abierto, fuera de entornos tan controlados, para saber exactamente cuáles serán los resultados que aporte en estos entornos de condiciones ambientales reales.
Imagen principal de: Paloma Baytelman.
Imagen central de: NC State University.