La technologie, qui scanne des paramètres tels que les niveaux d’eau dans les feuilles et peut prédire les problèmes dans les cultures, fait l’objet d’une étude au Centre national de recherche sur l’énergie et les matériaux (CNPEM) initiée par Júlia Adorno Barbosa, au Centre national de recherche en Énergie et Matériaux (CNPEM). Laboratoire de nanotechnologie (LNNano).

La proposition, soutenue par la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), est née d’un problème rencontré par Júlia et d’autres scientifiques du segment : en laboratoire, certaines plantes sont utilisées comme modèles pour l’analyse de la toxicité de petites particules. , mais les méthodes de suivi sont lourdes et ne permettent pas une évaluation en temps réel.

Cependant, cela est possible avec des capteurs portables, ainsi nommés parce qu’ils peuvent être « portés » par la plante, tels que des appareils qui sont attachés au corps ou aux vêtements des gens pour mesurer la fréquence cardiaque, la glycémie ou la qualité du sommeil.

Fondamentalement, la technologie se compose de trois parties :

• une électrodequi est attaché à l’épiderme de la plante;
• un équipement d’analyseappelé potentiostat, qui est programmé pour effectuer des mesures de processus électrochimiques,
• un téléphone cellulairequi reçoit et affiche des données via Internet ou d’autres moyens, tels que des puces et Bluetooth.

Le système a été testé sur des plantes de soja et de canne à sucre, mais il peut être utilisé dans n’importe quelle culture où le capteur peut être fixé à la feuille, en plus d’être polyvalent en termes de taille des électrodes, qui peut être augmentée ou diminuée selon à la taille des feuilles.

« Il est très difficile de faire une mesure qui ne soit pas destructive pour la plante. Par conséquent, nous proposons d’évaluer le taux de perte d’eau et avons développé un système qui prédit cette valeur en fonction des mesures obtenues », explique Júlia.

Selon le chercheur, les capteurs portables ont la capacité de maximiser la productivité des cultures car ils peuvent diriger la gestion et le développement d’intrants spécifiques.

« C’est même une demande de l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Ils sont en mesure de poser un diagnostic précoce et d’indiquer une mesure d’assainissement beaucoup plus rapide et efficace, avant que la plante ne doive être enlevée. Vous pouvez observer et dire « Regardez, dans cette région, le taux de photosynthèse est différent » ou « ici, il y a une variation par rapport à la teneur en eau ».

Bien que la technologie soit encore en phase de test de robustesse, la technologie, qui a été développée en 2021, a déjà attiré l’attention des entreprises privées, qui commencent à se tourner vers le secteur de l’innovation du CNPEM pour mieux comprendre son fonctionnement.

Selon Renato Lima, le conseiller de Júlia, les capteurs ont bien réagi même lorsqu’ils ont été testés à des températures élevées ou sous l’influence d’un vent jusqu’à deux mètres par seconde.

« Nous menons actuellement des études à des intervalles plus longs, de quelques jours à quelques semaines, et dans des conditions de température et d’humidité encore plus variées, pour déployer le dispositif dans des conditions plus contrôlées, comme dans des chambres de culture. »

Dans l’agriculture de plein champ, des problèmes peuvent encore survenir tels que l’interférence de la pluie et l’utilisation de produits agrochimiques, en plus du rayonnement solaire. Les chercheurs s’attendent à ce que le système soit consolidé dans deux ou trois ans, après quoi il pourra être testé sur le terrain.

Néanmoins, il existe des avantages des capteurs qui peuvent compenser le temps d’attente. C’est parce qu’ils sont super sensibles, ce qui signifie qu’ils peuvent capturer chaque léger changement et présenter des résultats plus rapidement que l’agriculture de précision d’aujourd’hui.

« Si nous pensons aux images de drones, beaucoup peuvent voir, par exemple, où la plante a jauni. Cette plante est pratiquement morte jusqu’à ce qu’elle atteigne le point où elle montre des signes de déficience de la photosynthèse. Notre système pourrait capter la variation de l’eau qui perturberait plus tard la photosynthèse et provoquerait ce jaunissement », explique Júlia.

Toujours à long terme, la recherche montre que la présence d’électrodes n’est pas nocive pour les fonctions biologiques des plantes, telles que les processus de respiration et de transpiration, et l’incidence de la lumière. Selon Júlia, la distribution des nutriments dans les « veines » des plantes est restée inchangée dans les régions où les capteurs ont été installés.

* Collaboration avec Lucas Faleiros

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