Välkommen till Modernt jordbruk !
home

En mekanisk näsa kan hjälpa bönder att avlyssna sina växter

Idén kommer från professor Jack Schultz vid University of Missouri, som fick ett kort omnämnande i Michael Pollans fantastiska artikel om växtintelligens i New York-bo .

Schultz, en kemisk ekolog, banade väg för några av de första studierna av växtkommunikation på 1980-talet. Han arbetar nu med att utveckla en mekanisk näsa som en bonde kan använda för att plocka upp de kemiska varningsklockorna från en gröda under attack. Om det fungerar (vilket förblir ett om) skulle bönder kunna applicera bekämpningsmedel med en hög grad av precision.

Den blivande tekniken beror på en förståelse för att växter, när man står inför stress, kommer att släppa en bukett av lukter som är specifika för den stressen. "Så om du är en tobaksplanta, säger Schultz, "och larv 'A' attacker, du avger en uppsättning lukter. Om art B kommer med, du skulle sända ut en annan uppsättning." En ordentligt känslig näsa skulle kunna identifiera växten eller plantorna under attack och angriparens identitet, allt från det unika fingeravtrycket av lukter som en växt spyr upp i luften.

Människor är inte helt främmande för växtsignaler. Lukten av en nyklippt gräsmatta är ett slags växtkommuniké, förmodligen säga något i stil med "WTF?!?!"

Att få en rikare bild av växtsamtal kräver en extremt exakt näsa, som människor saknar, men det har hundar. Vingårdar i Kalifornien anlitar hundtränare för att leta upp invasiva mjöliga maskar. "Så om du kunde duplicera en hunds nos, säger Schultz, "Du kunde se världen av kemisk signalering. Vi människor är helt enkelt inte inställda på det."

"Ju mer vi tänker på hur växter har sina egna anordningar för att skydda sig själva, " förklarar Schultz, "ju mer du skulle kunna använda det för att förhoppningsvis ersätta viss användning av konstgjorda bekämpningsmedel."

Andra djur kan bitar av växtspråk, vilket är exakt varför växterna kan sända ut signalerna i första hand. När en larv börjar mumsa på en majsskörd, Schultz har hittat, växten släpper en ledstjärna för getingar för att ta hand om problemet.

National Science Foundation har finansierat Schultz projekt med ett Early Concept Grant for Exploratory Research (EAGER) eftersom stiftelsen ser det som en högrisk, projekt med hög belöning. Det som gör projektet så riskabelt är att ingen någonsin har byggt en mekanisk näsa med känslighet för att identifiera växters signaler i det fria.

Schultz tidigare laboratoriestudier har förseglat växter inuti glasbehållare för att koncentrera deras lukter för upptäckt. Den mekaniska näsan skulle behöva kunna lukta mycket svagare signaler, och, dessutom, plocka ut en handfull föreningar i luften för att få tillräckligt med information för att döma den skyldige bakom en växtattack.

Från och med nu, näsan han har utvecklat med professor Xudong (Sherman) Fan, en biologisk ingenjör vid University of Michigan, kan upptäcka lukter i tillräckligt låga koncentrationer, men har ännu inte testats utomhus. När en prototyp kommer nästa vår, Schultz förväntar sig att testa den inomhus bland ett rutnät av växter, några sjuka och några friska, innan den förs till riktiga jordbruksmarker.

Även om näsan inte uppfyller sitt löfte, många bönder drar redan nytta av den nya vetenskapen om växtkommunikation. I Afrika, ett projekt som heter Push-Pull Agriculture skyddar spannmålsgrödor från hotet från stamfjärilar. Gräs som planterats runt majs och sorghum "drar" skadedjuren med doften av vad som verkar vara en godare måltid. På samma gång, lågväxande växter bland grödorna "skjuter" bort malarna med en annan kemisk förening.

Med en ordentlig förståelse för växtkommunikation, en bonde kunde börja använda signalsubstanser för sina egna syften. Ett ljus, luktvarning kan inducera motstånd mot torka. En annan skulle stärka en växts försvar mot en viss typ av skadedjur och ännu en annan skulle kalla in insektskroppsvakter.

"Ju mer vi tänker på hur växter har sina egna anordningar för att skydda sig själva, " förklarar Schultz, "ju mer du skulle kunna använda det för att förhoppningsvis ersätta viss användning av konstgjorda bekämpningsmedel."

Med andra ord, Att förstå växternas kemiska språk kan minska driftskostnaderna och begränsa miljöpåverkan för bönder runt om i världen.

Hur säger man "rätt på" i växtföreningar?


Plantering
Modernt jordbruk
Modernt jordbruk