Wyobraźcie sobie roślinę, która… mówi, że coś jej dolega. Nie słowami ani dźwiękiem, ale sygnałem elektrycznym. Wykorzystuje impulsy bioelektryczne, które można przechwycić i — przy użyciu odpowiednich narzędzi — zinterpretować. Choć brzmi to jak opis z niskobudżetowego filmu science-fiction, jest to już rzeczywistość. I co ważne — rzeczywistość, z której każdy rolnik niedługo będzie mógł skorzystać. Komunikacja z roślinami jest możliwa.
Zdążyć z pomocą
Produkcja roślinna to złożona dziedzina, wymagająca od rolników nie tylko wiedzy, ale i ciągłej czujności. W trakcie całego okresu wegetacyjnego rośliny muszą radzić sobie z rozmaitymi stresami — zarówno biotycznymi, jak i abiotycznymi. Dla osób opiekujących się uprawami oznacza to konieczność stałego monitorowania ich stanu i podejmowania trafnych decyzji w dynamicznie zmieniających się warunkach.
Nawet szeroka wiedza na temat upraw i potrzeb roślin bywa dziś niewystarczająca. Optymalne terminy siewu, potrzeby pokarmowe, dostępność wody — to tylko niektóre z aspektów, które rolnik musi brać pod uwagę każdego roku. Wraz ze wzrostem roślin pojawiają się kolejne zagrożenia: przymrozki, susza, nadmiar wody, choroby grzybowe, szkodniki, chwasty.
Ich skuteczne rozpoznanie i przeciwdziałanie wymaga nie tylko fachowej wiedzy, ale również czasu, doświadczenia i intuicji. Do tego dochodzi rosnąca liczba patogenów odpornych na niektóre rozwiązania, zmiany klimatyczne prowadzące do coraz częstszych anomalii pogodowych, a także stale aktualizowana lista dostępnych środków produkcji — nawozów czy środków ochrony roślin. Nie wspominając już o problemach związanych z pozostałościami substancji czynnych czy wymaganiami dotyczącymi jakości i wielkości plonu.
Pisać, że poukładanie tych wszystkich elementów to trudne zadanie — to zwykły truizm.
Lekarz od roślin
Do niedawna podstawowym narzędziem diagnostycznym była… obserwacja. Rolnik lub agronom, niczym lekarz, musiał na podstawie objawów „z zewnątrz” zdiagnozować problem i zastosować odpowiednie rozwiązanie. Problem w tym, że rośliny nie mówiły — nie mogły same dać znać, co im dolega, dopóki symptomy nie były widoczne gołym okiem. A wtedy często bywa już za późno.
Dziś sytuacja się zmienia. Coraz bardziej realna staje się możliwość komunikacji z roślinami — nie za pomocą słów, ale wspomnianych wyżej sygnałów bioelektrycznych. Dzięki nowoczesnej technologii naukowcy potrafią „podsłuchiwać” rośliny i odczytywać ich reakcje na otoczenie, wykorzystując kolosalny postęp w pracach nad sztuczną inteligencją. A to otwiera zupełnie nowe możliwości w rolnictwie.
Co ważne — technologia ta przestaje być zarezerwowana tylko dla laboratoriów. Coraz więcej systemów trafia do praktyki rolniczej i staje się realnym wsparciem w gospodarstwach.
Jakim językiem mówią rośliny?
Rośliny nie posiadają układu nerwowego z mózgiem, jak ma to miejsce u zwierząt (chwilowo nie zagłębiajmy się w kwestie systematyki 😉). Mimo to w wyraźny sposób reagują na zmiany w środowisku. Część z tych reakcji możemy zaobserwować gołym okiem, inne są ukryte i trudne do wykrycia bez odpowiednich narzędzi. Rośliny reagują na dotyk, światło, temperaturę, zmiany wilgotności, a także na uszkodzenia mechaniczne i chemiczne.
Wspomniane sygnały bioelektryczne, to krótkie impulsy elektryczne przemieszczające się w tkankach roślin. Sygnały te są częścią systemu wewnętrznej komunikacji rośliny – mogą informować o zranieniu liścia, braku wody, ataku szkodnika czy nagłym spadku temperatury. W odpowiedzi roślina uruchamia mechanizmy obronne — zmienia skład fitochemiczny, zamyka aparaty szparkowe czy wzmacnia ściany komórkowe.
Dzięki rozwojowi technologii te impulsy można dziś rejestrować i analizować.
Komunikacja z roślinami
Postęp w dziedzinie czujników bioelektrycznych oraz algorytmów opartych na sztucznej inteligencji umożliwił stworzenie systemów, które potrafią „odsłuchiwać” sygnały wysyłane przez rośliny. Jednym z pionierów w tej dziedzinie jest firma Vivent.
Technologia ta działa w sposób nieinwazyjny. Na roślinę nakładane są specjalne elektrody, które rejestrują impulsy bioelektryczne. Następnie, przy pomocy algorytmów, analizowane są wzorce tych sygnałów, które mogą świadczyć o różnych stanach fizjologicznych rośliny. Dane te porównywane są z modelami opracowanymi przez system Vivent, a informacja zwrotna to już konkretna wskazówka dotycząca stanu uprawy.
Z pomocą tej technologii można m.in. wykryć:
- stres wodny (susza lub zalanie),
- początek infekcji chorobowej,
- atak szkodnika,
- niedobory składników pokarmowych.
Najważniejsze jest to, że roślina reaguje na problem znacznie wcześniej, niż ujawniają się objawy wizualne. Dzięki temu możliwe jest działanie prewencyjne — zanim dojdzie do strat w plonie.
Zastosowania i perspektywy
Zdolność do bezpośredniego monitorowania reakcji roślin niesie ze sobą wiele obiecujących zastosowań. Tego typu systemy idealnie wpisują się w ramy rolnictwa precyzyjnego, wynosząc je na nowy poziom. Możliwość bieżącej oceny kondycji roślin pozwala na szybkie reagowanie na stres, efektywne zarządzanie nawodnieniem, nawożeniem czy ochroną.
A skoro mowa o środkach ochrony roślin — omawiana technologia pozwala ograniczyć ich stosowanie. Pestycydy mogą być używane tylko tam, gdzie rzeczywiście są potrzebne, co przekłada się na mniejsze koszty i większe bezpieczeństwo produkcji.
Co więcej, głębsze zrozumienie reakcji roślin na stresy biotyczne i abiotyczne może stać się kluczowym elementem zrównoważonego rolnictwa, wspierającego efektywność i ekologię.
Czas posłuchać roślin
Odpowiadając na pytanie postawione w tytule: tak — rośliny potrafią się komunikować, choć rozmowa z nimi w klasycznym sensie nie jest możliwa. Można natomiast, a nawet trzeba, nauczyć się ich „słuchać”. Dzięki temu nasze reakcje będą szybsze, bardziej precyzyjne, a w efekcie przełożą się na lepszy, zdrowszy i bezpieczniejszy plon. Więcej na temat systemu piszemy w kolejnym wpisie: „Jak działa system Vivent. Monitorowanie stresu roślin.”