Investigadores del Grupo de Investigación Interdisciplinaria IRG de Tecnologías Disruptivas y Sostenibles para la Precisión Agrícola DiSTAP de la Alianza de Investigación y Tecnología de Singapur-MIT SMART, la empresa de investigación del MIT en Singapur y el Laboratorio de Ciencias de la Vida de Temasek TLL han diseñado unsensor óptico portátil que puede monitorear si una planta está bajo estrés. El dispositivo ofrece a los agricultores y científicos de plantas una nueva herramienta para el diagnóstico temprano y el monitoreo en tiempo real de la salud de las plantas en condiciones de campo.
La agricultura de precisión es una estrategia importante para abordar la creciente inseguridad alimentaria a través de prácticas agrícolas sostenibles, pero requiere nuevas tecnologías para el diagnóstico rápido del estrés de las plantas antes de la aparición de síntomas visibles y la consiguiente pérdida de rendimiento. El nuevo sensor de clip de hojas Raman portátil de SMART es unherramienta útil en la agricultura de precisión que permite el diagnóstico temprano de la deficiencia de nitrógeno en las plantas, que puede estar relacionada con el deterioro prematuro de las hojas y la pérdida de rendimiento.
En un artículo titulado "Sensor de clip de hojas Raman portátil para la detección rápida del estrés de las plantas" publicado en la revista Informes científicos , los científicos de SMART DiSTAP y TLL explican cómo diseñaron, construyeron y probaron el clip de la hoja que permite al sensor óptico sondear la química de la hoja y establecer el estado de estrés.
"Nuestros hallazgos mostraron que las mediciones in vivo utilizando el sensor Raman de clip de hoja portátil en condiciones de crecimiento de luz completa fueron consistentes con las mediciones obtenidas con un espectrómetro Raman de sobremesa en secciones de hojas en condiciones de laboratorio", dice el profesor del MIT Rajeev Ram, co-Autor principal del artículo e investigador principal de DiSTAP. "Demostramos que el diagnóstico temprano de la deficiencia de nitrógeno, un nutriente crítico y el componente más importante de los fertilizantes, en plantas vivas es posible con el sensor portátil".
Si bien el estudio se centró principalmente en la medición de los niveles de nitrógeno en las plantas, el dispositivo también se puede utilizar para detectar niveles de otros fenotipos de estrés en las plantas, como la sequía, el estrés por calor y frío, el estrés salino y el estrés lumínico. La amplia gama de factores estresantes de las plantasque pueden ser detectadas por estas sondas Raman con clip de hojas y su simplicidad y velocidad las hacen ideales para que los agricultores las usen en el campo para garantizar la salud de los cultivos.
"Si bien nos hemos centrado en el diagnóstico temprano y específico de la deficiencia de nitrógeno utilizando el sensor de clip de hoja, pudimos medir los picos de otros metabolitos que también se observan claramente en vegetales populares como Kailan, Lettuce, Choy Sum, PakChoi y Spinach ", dice el Dr. Chung Hao Huang, coautor del artículo y becario postdoctoral en TLL.
El equipo cree que sus hallazgos pueden ayudar a los agricultores a maximizar el rendimiento de los cultivos, al tiempo que aseguran impactos negativos mínimos en el medio ambiente, incluida la minimización de la contaminación de los ecosistemas acuáticos al reducir la escorrentía y la infiltración de nitrógeno en la capa freática.
"El sensor se demostró en múltiples variedades de vegetales y respalda el esfuerzo por producir vegetales nutritivos y de bajo costo como parte de la iniciativa 30 por 30 de Singapur", dice el profesor Nam-Hai Chua, investigador principal adjunto de DiSTAPPresidente de TLL y coautor principal del estudio. "La extensión de este trabajo a una variedad más amplia de cultivos puede contribuir globalmente a mejorar los rendimientos de los cultivos, una mayor resiliencia climática y la mitigación de la contaminación ambiental mediante la reducción del uso de fertilizantes".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Alianza Singapur-MIT para la investigación y la tecnología SMART . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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