हर साल, अमेरिकी किसानों को अपनी फसल का 12 प्रतिशत तक और अन्य कीटों को 12 प्रतिशत तक का नुकसान होता है। कृषि उद्योग में खोये हुए लाभ में सिकी पौधों के पास अरबों डॉलर होते हैं।
परेशानी यह है कि, पौधों की बीमारियों का पता लगाना मुश्किल है, इससे पहले कि बहुत देर हो जाए। समय-समय पर दिखाई देने वाले लक्षण हैं- मसलन पत्तियां, उदाहरण के लिए, या मलिनकिरण- यह बीमारी अनुपचारित होने के कारण काफी उन्नत है।
लेकिन पौधे अपने आस-पास के वातावरण को जानते हैं कि वे बीमार हैं या हमले के दौरान, बस एक तरह से नहीं जो हम कभी वास्तविक समय में समझ पाए हैं — अब तक। जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (जॉर्जिया टेक) में खाद्य प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के प्रभाग प्रमुख गैरी मैकमुरे के नेतृत्व में इंजीनियरों की एक टीम ने उन संदेशों को मॉनिटर करने और डिकोड करने के लिए एक विधि विकसित की है जो किसानों को रूट करने से पहले बीमारियों की पहचान करने और उनका इलाज करने की अनुमति देती है। उनकी दृष्टि: रोबोट हथियार जो मक्खी पर पौधों के प्राकृतिक रोग संकेतों को पकड़ते हैं और पहचानते हैं।
सभी पौधे प्राकृतिक संकेतों का उत्पादन करते हैं, वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) के रूप में, जो उन्हें हमला कर रहा है, के परिवेश को सचेत करने के लिए। मैकमुरे की प्रणाली गैस क्रोमैटोग्राफ के एक लघु संस्करण (जिसे माइक्रो जीसी कहा जाता है) का उपयोग करके उन यौगिकों को पकड़ती है। उपकरण, जो मूल रूप से 20 वीं शताब्दी के मोड़ के आसपास विकसित किए गए थे, का उपयोग जटिल नमूनों के भीतर रसायनों को अलग करने के लिए किया जाता है - मैकमरे के मामले में, एक पौधे का उत्सर्जन होता है। चूंकि गैस गर्म होती है और एक स्तंभ से होकर गुजरती है, और एक इलेक्ट्रॉनिक सेंसर उन यौगिकों का पता लगाता है जिनमें नमूना होता है।
नमूनों की कोई पिंचिंग या प्लकिंग नहीं हुई है और विश्लेषण के लिए उन्हें वापस लैब में भेजा जा रहा है - एक ऐसी प्रक्रिया जिसे पूरा करने में दिन या सप्ताह लग सकते हैं। माइक्रो जीसी की सभी जानकारी हवा में है, जिसका अर्थ है कि बीमारियों का इलाज करना, या उनसे पौधों को बचाना, पूरी तरह से तेज हो सकता है।
गैस क्रोमैटोग्राफी के लिए आवेदन फसलों से परे अच्छी तरह से फैलते हैं। उदाहरण के लिए, होमलैंड सुरक्षा विभाग, कुछ प्रकार की गैसों और खतरनाक रसायनों का पता लगाने के लिए उनका उपयोग करता है। और शोधकर्ताओं ने मनुष्यों में कुछ प्रकार के पाचन रोग के लिए स्क्रीन पर भी उनका उपयोग किया है।
परंपरागत रूप से, क्रोमैटोग्राफ 3 से 10 मीटर लंबे कहीं भी बड़े उपकरण रहे हैं; नैनोमैटेरियल्स और मैन्युफैक्चरिंग में प्रगति ने मैकमरे को 8 वोल्ट की बैटरी के आकार का एक बनाने की अनुमति दी है।
“हम इसे कभी नहीं बना सकते थे; पाँच साल पहले भी यह संभव नहीं होगा, ”वह कहते हैं।
McMurray के माइक्रो जीसी को एक ट्रैक्टर या हल जैसे मौजूदा कृषि उपकरण पर रोबोट बांह पर लगाया जा सकता है। हाथ पौधे की पत्तियों के ऊपर से उपकरण पकड़ता है और हवा के नमूने इकट्ठा करता है। एक छोटा कंप्यूटर, एक बुनियादी लैपटॉप या iPhone से अधिक शक्तिशाली नहीं, फिर किसी भी रोगजनकों की पहचान करने के लिए नमूनों से डेटा संसाधित कर सकता है; हीलियम का एक त्वरित फ्लश सेंसर को इसके अगले नमूने का मूल्यांकन करने के लिए तैयार करता है।
क्योंकि वे बहुत छोटे हैं, "[हम] एक रोबोट पर कई माइक्रो जीसी बना सकते हैं, " मैकमरे कहते हैं। "मेरे पास एक ट्रैक्टर पर 10, 20, यहां तक कि 100 हो सकते हैं।"
इसका मतलब है कि एक ट्रैक्टर एक साथ डंठल, जड़ों और कलियों से नमूने एकत्र कर सकता है।
सूक्ष्म जीसी प्रणाली का उपयोग हमारे भोजन के सभी फलों से लेकर सब्जियों और अनाज तक की बीमारी के लिए किया जा सकता है।
"[कि ग्लोब] के आसपास भेज दिया जा रहा है ताजा उपज विभिन्न कीटों या बीमारियों को ले जा सकता है। यदि आपके पास किसी प्रकार का फ़ील्ड-परिनियोजन या मोबाइल सेंसर है, तो आप उन VOC का पता लगा सकते हैं, जो पौधों से निकलते हैं, ”मैकमुरे ने पोस्ट किया। "यह कुछ बहुत बड़ी समस्याओं को हल कर सकता है।"
टीम वर्तमान में माइक्रो जीसी के लिए प्रयोगशाला परीक्षण खत्म कर रही है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि इसके परिणाम बड़े क्रोमैटोग्राफ के अनुरूप हैं। अगस्त या सितंबर में, वे अपना पहला फील्ड टेस्ट करेंगे, जिसमें एक शोधकर्ता पीच फील्ड के माध्यम से पीचट्री रूट रोट के परीक्षण के लिए एक माइक्रो जीसी चलेगा।
जबकि प्रारंभिक परीक्षण एक विशिष्ट बीमारी पर केंद्रित होगा, गैस क्रोमैटोग्राफी एक बार में दर्जनों रोगजनकों के लिए स्क्रीन कर सकती है, जो इसे अन्य दृष्टिकोणों से भी अलग करती है।
यहां तक कि प्रौद्योगिकी के साथ, पौधों के रोगविदों को अभी भी कुछ योजनाओं और कुछ बीमारियों से जुड़े वीओसी उत्सर्जन को मैप करना होगा।
जिन पौधों का वीओसी उत्सर्जन पहले से ही अच्छी तरह से प्रलेखित है, जब माइक्रो जीसी स्क्रीनिंग चल रही हो तो लेग-अप किया जाएगा; दूसरों को निदान और उपचार के लिए अधिक समय और शोध की आवश्यकता होगी। "जिस रोगज़नक़ को हमने चुना, उसके बारे में किसी को कुछ भी नहीं पता है, " मैकमरे कहते हैं, "लेकिन, उदाहरण के लिए, कुछ कवक के बारे में बहुत कुछ जाना जाता है।"
मैकमरे कहते हैं, लेकिन जॉर्जिया टेक माइक्रो जीसी प्रयोज्य और मापनीयता में एक महत्वपूर्ण मोड़ है।
मैकमेरी कहते हैं, "हमारे पास जो कुछ भी है वह अद्वितीय है, " ये नई विनिर्माण प्रक्रियाएं सेंसर के पूरे नए युग की शुरुआत कर रही हैं।
