Un piccolo rilevatore di composti organici volatili per vedere se una pianta è malata e identificare la patologia direttamente sul campo. È il prototipo messo a punto da ricercatori della North Carolina State University (Stati Uniti). Con questa tecnologia portatile si permetterebbe agli agricoltori di sapere in tempi molto più rapidi, senza necessità di attendere i risultati delle analisi molecolari di laboratorio, la malattia che minaccia i raccolti in modo tale da arginarne la diffusione e i danni alle colture.
“Ogni malattia ha la sua firma nei composti organici volatili. Così, misurando tipo e concentrazione, si può determinare se una pianta è malata e – nel caso – quale patologia abbia. Il nostro contributo è la creazione di un dispositivo che può permettere queste misurazioni velocemente in campo”, spiega Qingshan Wei, autore della ricerca.
Il funzionamento del dispositivo è stato illustrato in una ricerca pubblicata su Nature Plants. Se un agricoltore ha il sospetto di una patologia, prende una foglia e la inserisce in una boccetta che sarà chiusa per quindici minuti per far accumulare le sostanze organiche principali emesse dalla pianta. Dopo questo periodo di incubazione sarà usato un tubicino di plastica per pompare l’aria carica di sostanze in un lettore collegato a uno smartphone. In una camera si trova una striscia di carta con dei reagenti chimici che fanno cambiare colore alla carta in base al contatto con specifici sostanze volatili. Lo schema cromatico che emerge da questa reazione darà il responso sulle condizioni della pianta.
“Circa la metà dei reagenti sono coloranti organici già disponibili ma l’altra metà sono nanoparticelle d’oro funzionalizzate per rispondere a specifici gruppi chimici. Queste ci permettono di essere più precisi nella rilevazione di diversi tipi di composti organici volatili. Affinché questa tecnologia possa funzionare dobbiamo sviluppare i reagenti da incorporare alla carta”, aggiunge l’altro ricercatore Zheng Li.
Test su foglie di pomodoro
Nei test il prototipo è stato in grado di rilevare la presenza della peronospera della patata e del pomodoro che causò la grande carestia irlandese dopo aver inoculato l’agente patogeno nella pianta e di distinguere questo da altri due funghi che causano sintomi simili alla pianta di pomodoro. Poi si è riusciti a identificare con accuratezza superiore al 95% l’infestante Fitoftora nelle foglie di pomodoro.
Per far funzionare il dispositivo ancora meglio l’obiettivo dei ricercatori è quello di rendere automatica l’analisi dei colori a seguito della reazione chimica nel dispositivo con un software per smartphone e di sviluppare cartine personalizzate per misurare le sostanze di determinate colture che in diverse regioni del mondo devono affrontare specifiche minacce al loro benessere.
Foto: Zheng Li, NC State University
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