米ノースカロライナ州立大学の研究チームは、2019年7月29日、スマートフォンに装着し、農家が圃場で作物の病気を診断できる携帯型デバイスを開発した。

一連の成果をまとめた研究論文が、学術雑誌「Nature Plants」に掲載されている。

・作物が排出する揮発性有機化合物を分析し、病気の有無を診断

現在、作物の病気を診断するためには、作物のサンプルを試験場に送る必要があり、診断結果を得るまでに数日から数週間かかる。

そこで、研究チームは、スマートフォンに装着し、作物が葉の気孔から排出する揮発性有機化合物(VOC)を分析して、病気を診断する携帯型デバイスを開発。作物が病気になると揮発性有機化合物の種類や濃度が変化することに着目し、これらを測定することで、病気の有無を診断する仕組みだ。

まずは、対象となる作物の葉を試験管に入れ、15分以上密閉して、この作物から排出される揮発性有機化合物を収集。収集したサンプルは、試験紙が入っている「読み取りデバイス」に吸い上げられる。

試験紙には、特定の化学基と触れると変色する複数の化学試薬が埋め込まれており、サンプルに反応した試験紙の色パターンをスマートフォンのカメラで見て、病気の有無を診断する流れだ。

・作物の病気の早期発見につながるソリューション

この携帯型デバイスは、農家が自ら圃場で作物の病気を診断できるため、病気の早期発見につながり、適切な防除を早めに講じることができるのが利点。

研究チームでは、今後、試験紙の色パターンを自動で解析するスマートフォン向けソフトウェアの開発にも取り組む方針だ。（文　松岡由希子）

North Carolina State University