Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie wspólnie z pracownikami Katedry Ogrodnictwa z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu sprawdzają, czy rośliny w przypadku np. niedoboru wody, nadmiernego przesuszenia czy ataku szkodników emitują niesłyszalne dla ludzkiego ucha odgłosy, które mogą wskazywać na to, że znajdują się w sytuacji dla nich stresowej.
Współpraca akustyków z AGH (Laboratorium Akustyki Technicznej w Katedrze Mechaniki i Wibroakustyki Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH) ze szklarnią doświadczalną w Ośrodku Zaawansowanych Technologii Produkcji Ogrodniczej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu zaowocowała badaniami, które mogą posłużyć przy diagnostyce roślin. Wszystko m.in. za sprawą specjalistycznych, czułych na ultradźwięki mikrofonów, które są w stanie rejestrować odgłosy generowane przez rośliny. Informacje i wnioski z kolejnych eksperymentów mogą być dla hodowców roślin wskazówką, jak jeszcze lepiej zadbać np. o wielkopowierzchniowe uprawy i szybciej reagować na zmiany związane z nawodnieniem czy ochroną przed szkodnikami.
Dr inż. Janusz Mazurek z Katedry Ogrodnictwa UP we Wrocławiu przyznaje, że badanie dźwięków generowanych przez rośliny ma dla przyrodników bardzo praktyczny wymiar: – Tego typu badania uznajemy za innowacyjne, a wyniki mogą nam pomóc m.in. w badaniach nad stresem roślin wywoływanym przez czynniki fizjologiczne, takie jak niedobór wody, nadmierna temperatura, niedostatek składników pokarmowych, jak również tymi spowodowanymi przez choroby i szkodniki. W produkcji ogrodniczej szybkie, a w tym wypadu również bezinwazyjne rozpoznanie problemu determinuje skuteczność działań podejmowanych przez producentów. Wpisuje się to w szeroko pojęte działania związane z produkcją integrowaną.
– Pierwszy etap badań przeprowadziliśmy w Szklarni doświadczalnej Centrum Innowacyjnych Technologii Produkcji Ogrodniczej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu i badaliśmy małe sadzonki pomidorów, które przy odpowiednich warunkach szybko rosną. Ważne dla nas było, aby warunki dla uprawy roślin były jak najlepsze, a takie mogła zapewnić nam wyłącznie kompetentna kadra, która na co dzień pracuje w szklarniach doświadczalnych i wie jak takie warunki roślinom stworzyć. Przyrost pomidorów w trakcie naszych pomiarów dochodził do 30 cm na tydzień – wyjaśnia początkowy etap badań doktorantka z AGH, Klara Chojnacka.
Jak się okazuje, pomiary w szklarni pokazały, że faktycznie rośliny emitują impulsy w ultradźwiękach i ich częstotliwość zmienia się w zależności od pory dnia. Dźwięki generowane przez rośliny to tzw. hałas impulsowy, który – jak wyjaśnia zespół akustyków z AGH – jest łatwy do odróżnienia od np. hałasu stałego generowanego przez oświetlenie, sprzęt czy ludzi. Zatem wyniki pozyskane z pomiarów z wrocławskich szklarni potwierdzają nieliczne dotychczasowe badania na roślinach (wyniki badań przeprowadzonych na roślinach opublikował zespół z Uniwersytetu w Tel Awiwie).
Drugi etap pomiarów przeprowadzony w komorze bezechowej AGH trwał kilka tygodni. Naukowcy umieścili roślinę w kontrolowanym środowisku akustycznym o poziomie tła akustycznego poniżej 0 dB i braku dodatkowych odbić dźwięku, a następnie rozmieścili wokół rośliny osiem specjalistycznych mikrofonów.
Przebadano kilka sadzonek, najpierw podtrzymując odpowiednie nawożenie i podlewanie w celu uzyskania danych kontrolnych, a następnie przesuszając roślinę, aż do jej całkowitego wysuszenia. Wstępna analiza danych pozyskanych z pomiarów w Laboratorium Akustyki Technicznej wskazuje, że podobnie jak w szklarniach pomidory emitowały impulsy dźwiękowe na poziomie 30–50 kHz. Intensyfikacja impulsów następowała, kiedy roślina była przesuszona.
Pozyskane z badań dane zostaną następnie przez naukowców zweryfikowane. W kolejnym etapie eksperymentu analizie poddane będą także zmiany, jakie zachodzą w sygnałach emitowanych przez roślinę w warunkach wysuszenia. Wyniki pomiarów mogą nam pomóc w badaniach nad stresem roślin.
Więcej: https://www.agh.edu.pl.
Fot. Piotr Książek