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O sensor de clipe de folha Raman permitiria um diagnóstico rápido da deficiência nutricional nas plantas, permitindo aos agricultores maximizar o rendimento da colheita de uma forma sustentável – ScienceDaily

Traduzido de Science Daily

Pesquisadores do Grupo de Pesquisa Interdisciplinar (IRG) de Tecnologias Disruptivas e Sustentáveis ​​para Precisão Agrícola (DiSTAP) da Aliança de Pesquisa e Tecnologia de Cingapura-MIT (SMART), a empresa de pesquisa do MIT em Cingapura e o Laboratório de Ciências de A Temasek Life (TLL) projetou um sensor que pode monitorar se uma planta está sob estresse. O dispositivo oferece aos agricultores e cientistas de plantas uma nova ferramenta para diagnóstico precoce e monitoramento em tempo real da saúde das plantas em condições de campo.

A agricultura de precisão é uma estratégia importante para lidar com a crescente insegurança alimentar por meio de práticas agrícolas sustentáveis, mas requer novas tecnologias para o diagnóstico rápido do estresse das plantas antes que os sintomas visíveis apareçam e a consequente perda de rendimento. O novo sensor de clipe de folha Raman portátil da SMART é uma ferramenta útil na agricultura de precisão que permite o diagnóstico precoce da deficiência de nitrogênio nas plantas, que pode estar relacionada à deterioração prematura das folhas e perda de produção. .

Em um artigo intitulado “Portable Raman Leaf Clip Sensor for Rapid Plant Stress Detection” publicado na revista Relatórios científicosOs cientistas da SMART DiSTAP e TLL explicam como projetaram, construíram e testaram o clipe da lâmina que permite ao sensor óptico sondar a química da lâmina e estabelecer o estado de tensão.

“Nossos resultados mostraram que as medições in vivo usando o sensor Raman de clipe de folha portátil sob condições de crescimento de luz total foram consistentes com as medições obtidas com um espectrômetro Raman de bancada em seções de folhas em condições de laboratório”, disse o professor. do MIT Rajeev Ram, co-autor principal do artigo e investigador principal da DiSTAP. “Nós mostramos que o diagnóstico precoce da deficiência de nitrogênio, um nutriente crítico e o componente mais importante dos fertilizantes, em plantas vivas é possível com o sensor portátil.”

Embora o estudo tenha se concentrado principalmente na medição dos níveis de nitrogênio em plantas, o dispositivo também pode ser usado para detectar níveis de outros fenótipos de estresse em plantas, como seca, estresse por calor e frio, estresse salina e estresse leve. A ampla gama de estressores de plantas que podem ser detectados por essas sondas Raman de clipe de folha e sua simplicidade e velocidade os tornam ideais para uso por agricultores no campo para garantir a saúde da colheita.

“Enquanto nos concentramos no diagnóstico precoce e específico da deficiência de nitrogênio usando o sensor de clipe de folha, fomos capazes de medir os picos de outros metabólitos que também são vistos claramente em vegetais populares como Kailan, Alface, Choy Sum, Pak Choi e espinafre “, diz o Dr. Chung Hao Huang, co-autor do artigo e pós-doutorado na TLL.

A equipe acredita que suas descobertas podem ajudar os agricultores a maximizar o rendimento das safras, garantindo impactos negativos mínimos sobre o meio ambiente, incluindo a minimização da poluição dos ecossistemas aquáticos, reduzindo o escoamento e infiltração de nitrogênio. no lençol freático.

“O sensor foi demonstrado em várias variedades de vegetais e apóia o esforço de produzir vegetais nutritivos e de baixo custo como parte da iniciativa 30 por 30 de Cingapura”, disse o professor Nam-Hai Chua, co-investigador principal da DiSTAP, vice-presidente da TLL e co-autor principal do estudo. “Estender este trabalho a uma variedade maior de safras pode contribuir globalmente para melhores safras, maior resiliência climática e mitigação da poluição ambiental por meio da redução do uso de fertilizantes.”



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