نظام ذكي لمراقبة الأبواغ يكشف سر "مناعة" المحاصيل

نظام ذكي لمراقبة الأبواغ يكشف سر "تحصين" المحاصيل

في 21 يوليو، تمكن فريق بحثي من جامعة هوا تشونغ الزراعية من إنتاج محاصيل ذات مقاومة عالية لمرضين فطريين باستخدام تقنية تعديل الجينات. ونُشرت دراسة ذات صلة بعنوان "ضرب عصفورين بحجر واحد: تعديل جين نباتي للوقاية من مرضين فطريين ومكافحتهما" إلكترونيًا في العدد الأخير من مجلة "التكنولوجيا الحيوية النباتية". يبدأ البحث من الجينات المسببة للأمراض، ثم يفحص الجينات المستهدفة في المحاصيل، ويستنبت أصنافًا جديدة مقاومة للأمراض من خلال تعديل الجينات، مما يوفر أفكارًا بحثية جديدة لتحسين مقاومة النباتات للأمراض.

في البيئات الزراعية، تتعرض المحاصيل غالبًا للعديد من مسببات الأمراض في آنٍ واحد، وأغلبها عبارة عن جراثيم تنتشر في الهواء. تشير الإحصاءات إلى أن 60% من بين أكثر من 1000 مرض يصيب المحاصيل هي أمراض جرثومية. يتميز هذا المرض بقصر مدته وسرعة انتشاره. إلى جانب تطوير أصناف جديدة مقاومة لجراثيم مختلف مسببات الأمراض، أصبح رصد المرض والإنذار المبكر به مسبقًا الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية للوقاية منه ومكافحته في الإنتاج الزراعي الحديث. بالاعتماد على جهاز التقاط الجراثيم الذي طورناه (طراز: KH-PSR-*-100)، قمنا بدمجه في منصتنا للتنبؤ بالظروف الزراعية الأربعة، لبناء نظام ذكي لرصد الجراثيم يجمع بين الرصد الفوري والتحليل العلمي وإدارة الأمراض الجرثومية. يهدف هذا النظام إلى تحسين مستوى رصد الأمراض الجرثومية، وتوفير دعم قوي للوقاية من الأمراض ومكافحتها بطريقة علمية وفعالة.

مكونات نظام مراقبة الأبواغ الذكي:

جهاز التقاط الأبواغ: (KH-PSR-*-100)

يحتوي جهاز التقاط الأبواغ على نظام تصوير مجهري ضوئي عالي الطاقة مدمج، يستخدم تقنية الحد الدقيق، وتقنية الذكاء الاصطناعي، وتقنية دمج البيانات، وتقنية التحكم في نقل البيانات عبر إنترنت الأشياء، وغيرها من الوسائل التقنية، حيث يتم تصوير أبواغ مسببات الأمراض الملتقطة تلقائيًا على مدار الساعة، وجمعها وتحليلها في الوقت الفعلي. وبفضل خوارزمية تحسين الصور، يصبح تصوير الأهداف الصغيرة التي يتراوح حجمها بين 5 و100 ميكرومتر أكثر وضوحًا ودقة. يدعم الجهاز وضع نقل البيانات عبر شبكة 4G/Ethernet، والتحكم عن بُعد عبر موقع الويب وتطبيق الهاتف المحمول، بالإضافة إلى وظيفة تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (اختياري)، مما يوفر الوقت ويجعله أكثر سهولة في الاستخدام. ومن خلال رصد مخزون أبواغ الأمراض وديناميكيات انتشارها، يوفر الجهاز بيانات موثوقة للموظفين للتنبؤ بالأوبئة والعدوى والوقاية منها.

منصة رصد وإبلاغ أربع حالات زراعية:

تدعم منصة رصد وتقييم الأوضاع الزراعية الأربعة تسجيل دخول متعدد الأجهزة، مثل تطبيقات الويب والهواتف المحمولة، وتتميز بعرض مرئي على شاشة كبيرة. يمكن تحميل الصور الملتقطة بواسطة جهاز التقاط الأبواغ إلى منصة التنبؤ بالأوضاع الزراعية الأربعة عبر شبكة الجيل الرابع. كما تعتمد المنصة تقنية الخادم السحابي، مما يتيح للموظفين الإداريين إجراء إحصاءات وتحليلات عن بُعد لصور الأبواغ. وتدعم المنصة التحكم عن بُعد في المعدات، مثل أجهزة التبديل، والتصوير التلقائي واليدوي عن بُعد، وتحديد وقت أخذ العينات وساعات العمل، وغيرها.

مزايا نظام مراقبة الأبواغ الذكي:

1. التصوير المجهري عالي التكبير: الاستحواذ التلقائي والتقاط الصور

باستخدام كاميرا بدقة 5 ملايين بكسل، يمكنها تصوير الأهداف الصغيرة بحجم 5 إلى 100 ميكرومتر بشكل أكثر وضوحًا وبديهية؛ التصوير المجهري التلقائي في جميع الأحوال الجوية، والتصوير التلقائي للأبواغ المسببة للأمراض التي تم التقاطها في جميع الأحوال الجوية.

2. المراقبة عن بعد

يمكن للمستخدم تسجيل الدخول إلى منصة التنبؤ بالظروف الزراعية الأربعة لعرض صور الأبواغ في أي وقت على تطبيق الهاتف المحمول أو الكمبيوتر الشخصي وفقًا لكلمة مرور الحساب، وتشغيل الجهاز وإيقافه، والتصوير التلقائي عن بعد والتصوير اليدوي، وإعدادات وقت أخذ العينات وفترة العمل وغيرها من المعلمات.

3. مجموعة متنوعة من طرق عرض البيانات والصور

تم تجهيز جهاز التقاط الأبواغ بشاشة عالية الدقة مقاس 10.4 بوصة. يمكن للموظفين معاينة صور الأبواغ مباشرةً على الشاشة، وضبط إعدادات الجهاز، والتحكم في تشغيله وإيقافه. بالإضافة إلى ذلك، تُرفع صور الأبواغ الملتقطة إلى منصة التنبؤ بالظروف الزراعية الأربعة في الوقت الفعلي عبر منفذ شبكة الجيل الرابع، مما يُمكّن الموظفين من تحليل المرض والتنبؤ به بناءً على حالة الأبواغ في الوقت المناسب، ووضع تدابير وقائية.

4. مريح ويوفر الوقت والجهد

تعتمد أداة التقاط الأبواغ تصميم شريط زجاجي. وبالمقارنة مع تصميم الشرائح التقليدي لأدوات التقاط الأبواغ، فهي لا تتطلب استبدالًا أو تنظيفًا يدويًا دوريًا. بعد استبدال الزجاج الحامل مرة واحدة، يمكن استخدامه بشكل متواصل لمدة تصل إلى 365 يومًا عند استخدامه ثلاث مرات يوميًا، وسينبه النظام تلقائيًا عند نفاده، مما يوفر التكاليف والجهد.

5. أخذ عينات غير متكرر، خطأ صغير

يتم تشكيل قناة دوران الهواء عند مدخل ومخرج جهاز التقاط الأبواغ لضمان دوران الهواء، مما يقلل بشكل فعال من معدل تكرار التجميع، ويقصر وقت أخذ العينات، ويحسن كفاءة التجميع.

يُستخدم نظام مراقبة الأبواغ الذكي لرصد نوع وكمية الأبواغ في الهواء لحظيًا، بطريقة علمية ودقيقة، لمساعدة المزارعين والزملاء على اكتشاف احتمالية الإصابة بالأمراض مبكرًا، وإعداد تدابير الوقاية والمكافحة مسبقًا، ووضع خطط علاجية أكثر علمية وفعالية. كما يُسهم في تجنب الإفراط في استخدام المبيدات، لتحقيق إنتاجية عالية وجودة وكفاءة وسلامة للمحاصيل.