Αύξηση της παραγωγικότητας των καλλιεργειών μέσω βιοαισθητήρων

Δρ. Ελένη Σταυρινίδου σε «ΥΧ»: Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο για πιο ανθεκτικά φυτά

Βιοαισθητήρες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον αγροτικό τομέα μετρώντας σε πραγματικό χρόνο τη συγκέντρωση του σακχάρου στον αγγειακό ιστό των φυτών, βελτιστοποιώντας τις συνθήκες ανάπτυξης, αλλά και παραγωγής δημιούργησε ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Λίνκοπινγκ της Σουηδίας.

Επικεφαλής της ομάδας είναι η Ελληνίδα Ελένη Σταυρινίδου (φωτό), η οποία εργάζεται ως αναπληρώτρια καθηγήτρια στο συγκεκριμένο πανεπιστήμιο.

«Οι αισθητήρες βασίζονται στο οργανικό ηλεκτροχημικό τρανζίστορ στο οποίο προσθέσαμε ένζυμα ούτως ώστε να μπορεί να ανιχνεύει τη γλυκόζη και τη σακχαρόζη. Με τους αισθητήρες μπορούμε να καταγράφουμε τη συγκέντρωση των σακχάρων στον αγγειακό ιστό των δέντρων σε πραγματικό χρόνο και συνεχόμενα για 48 ώρες χωρίς να χρειάζεται να κόψουμε το δέντρο.

Αυτό είναι μεγάλο πλεονέκτημα γιατί μπορούμε να παρακολουθούμε τις διεργασίες του φυτού χωρίς να το τεμαχίσουμε ή να το καταστρέψουμε. Οι συνηθισμένες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στη βιολογία των φυτών είναι κυρίως καταστρεπτικές και βασίζονται κυρίως στη συλλογή ιστού από το φυτό ή ακόμα και τεμαχισμός του φυτού για να συλλεχθεί o χυμός και να γίνει μετέπειτα ανάλυση», εξηγεί στην «ΥΧ» η κα Σταυρινίδου.

Η ίδια τονίζει ότι «από τα πειράματά μας παρατηρήσαμε αλλαγές στη συγκέντρωση της σακχαρόζης οι οποίες δεν είχαν παρατηρηθεί σε προηγούμενες μελέτες». Η συγκεκριμένη έρευνα σχετίζεται με τη βιοηλεκτρονική που στοχεύει κυρίως τις ιατρικές εφαρμογές, ωστόσο όπως τονίζει «υπάρχει μεγάλη ανάγκη για νέες τεχνολογίες για τα φυτά. Από τη μια, οι βιοηλεκτρονικές διατάξεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καταλάβουμε καλυτέρα πώς λειτουργούν οι βιολογικές διεργασίες των φυτών. Από την άλλη, μπορούμε τις ίδιες διατάξεις να τις χρησιμοποιήσουμε στη γεωργία για να βελτιστοποιήσουμε την παραγωγή».

Φυτά με μεγαλύτερη αποδοτικότητα

Για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής, οι βιοαισθητήρες μπορούν να δίνουν πληροφορίες για το ενδεχόμενο μίας ασθένειας βοηθώντας τους αγρότες να καλλιεργήσουν φυτά περισσότερο ανθεκτικά στις κλιματολογικές συνθήκες. Όπως εξηγεί η κα Σταυρινίδου, «συνήθως οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στη γεωργία δίνουν πληροφορίες για το κλίμα π.χ. θερμοκρασία, υγρασία κ,λπ., αλλά καμία πληροφορία για τη φυσιολογία του φυτού.

Στο μέλλον, με τη χρήση βιοαισθητήρων ο αγρότης θα μπορεί να παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο διάφορες παραμέτρους που είναι σημαντικές για το φυτό και την παραγωγή και με βάση αυτές τις ενδείξεις να βελτιστοποιήσει την απόδοση και το προϊόν. Οι αισθητήρες μπορούν να δίνουν επίσης πληροφορία για το ενδεχόμενο μιας ασθένειας στο φυτό πριν αυτό καταστραφεί.

Σήμερα αντιμετωπίζουμε την κλιματική αλλαγή και υπάρχει μεγάλη ανάγκη να καταλάβουμε καλυτέρα πώς τα φυτά εγκλιματίζονται στο περιβαλλοντικό στρες (ξηρασία, καύσωνες κ.λπ.) αλλά και να καλλιεργήσουμε φυτά τα οποία είναι πιο ανθεκτικά στο στρες και με μεγάλη αποδοτικότητα για να καλύψουμε τις ανάγκες του αυξανόμενου πληθυσμού».

 

Πηγή κεντρικής φωτογραφίας: Thor Balkhed, Linkοping University