Elektroniske neser skal snuse seg frem til planteskadegjørere

Invaderende planteskadegjørere, som insekter, sopp og andre organismer, utgjør en trussel mot trygg og miljøvennlig matproduksjon. Etter hvert som klimaet blir varmere kan stadig flere nye arter overleve her i landet. Det er vanskelig å følge opp dagens regelverk for planteimport, som resulterer i at mange skadegjørere importeres som blindpassasjerer på planter. Planter som importeres er merket med et plantehelsesertifikat, men vurderingen av plantens helse er som regel basert på at planten «ser fin ut». I «fine» planter kan det gjemme seg skadegjørere, som vi risikerer å importere. Skadegjørerne sprer seg fort og har et stort skadepotensial.

Problemstillingen har inspirert forskere fra hele Europa til å samarbeide om en løsning. NIBIO koordinerer derfor et nytt EU-prosjekt der målet er å utvikle en teknologi for å snuse seg frem til blindpassasjerene, og hindre at de sprer seg.

Vil kunne oppdage en mye større andel

- Det holder ikke at planten er grønn, den må også være frisk, forteller NIBIO-forsker Andrea Ficke. Hun er koordinator for prosjektet PurPest. De fire neste årene skal hun lede arbeidet med å utvikle en sensorplattform som skal kunne oppdage et utvalg på fem skadegjørere - ved hjelp av elektroniske neser.

– Alle planter skiller ut flyktige forbindelser, en slags luktstoff, forklarer Ficke.

– Luktstoffprofilen, det vil si sammensetningen av luktstoffene som planten utskiller, endrer seg når planten utsettes for stress, for eksempel når den angripes av en skadegjører. Angrep fra ulike skadegjørere gir ulike luktstoffprofiler.

Forskerne vil utnytte dette fenomenet til å utvikle en elektronisk nese som kan registrere plantens luktstoffprofil, og gi svar på hvilken skadegjører den eventuelt er angrepet av.

– Målet er å utvikle et lett håndterbart og brukervennlig system, som kan se ut som en liten håndholdt skanner. Skanneren skal kunne stilles inn til å oppdage et utvalg av skadegjørere. Dermed skal man raskt kunne skanne planter og få beskjed dersom en av de etterspurte skadegjørerne er til stede. Dette gir unike muligheter innen planteimport.

– Bruk av elektroniske neser ved import av plantemateriale, kan gjøre at andelen skadegjørere som oppdages økes fra dagens 3 %, til hele 80 %, forteller NIBIO-forskeren.

– Kontrollen vil både være rask og effektiv. 

Skadegjørere som allerede er etablert, eller som klarer å komme seg ubemerket gjennom importkontrollen, kan fremdeles gi problemer i land- og skogbruket. I PurPest-prosjektet fokuseres det derfor også på målrettet bekjempelse av skadegjørere:

– Med en følsom og robust elektronisk nese, som kan festes på traktoren, kan bonden selv oppdage angrepne planter, og behandle disse. Ved å bruke nesen til presisjonsplantevern, kan det være mulig å redusere bruken av plantevernmidler med opptil 50 %, hevder Ficke.

Fem utvalgte skadegjørere

Prosjektet tar utgangspunkt i fem viktige skadegjørere som skal kunne oppdages av elektroniske neser. Flere grupper av skadegjørere er representert – både eggsporesopper (oomyceter), insekter og nematoder. De fleste av skadegjørerne har flere verter, og utgjør et stort skadepotensial for jord- og skogbruket over hele Europa. Tre av artene, eggsporesoppen Phytophtora ramorum, pestfagerfly (Helicoverpa armigera) og furuvednematode (Bursaphelenchus xylophilus). er karanteneskadegjørere i Norge.

– Det skal utvikles en database over luktstoffprofilene til planter angrepet av disse fem skadegjørerne. Denne databasen vil være tilgjengelig for andre, slik at den kan utvides til å inneholde profiler fra andre skadegjørere. Dermed kan teknologien utvikles videre også etter at prosjektet er ferdig, forteller Ficke. Dermed kan også bruksområdet utvides.

Forskere i NIBIO skal utføre kontrollerte eksperiment hvor planter eksponeres for ulike skadegjørere, og luktstoffene de produserer skal analyseres.

- Basert på disse forsøkene skal det utvikles en database over luktstoffprofilene til planter angrepet av de fem utvalgte skadegjørerne. Denne databasen vil være tilgjengelig for andre forskere og sensorutviklere, slik at den kan utvides til å inneholde profiler fra andre skadegjørere. Dermed kan teknologien og dens bruksområde videreutvikles også etter at prosjektet er ferdig, forteller Ficke.

Samarbeid på tvers av fagområder

Prosjektet innebærer imidlertid ikke bare forskning og utvikling innen biologi og teknologi.

– For å løse et så langsiktig og omfattende problem som import av skadegjørere er vi helt avhengige av å få strengere retningslinjer knyttet til planteimport, forklarer Ficke. En egen arbeidspakke i prosjektet skal se nærmere på akkurat dette.

– Vi samarbeider tett med brukere og planteimportører for å finne ut hvordan vi best skal håndtere problemstillingen, slik at det kan utvikles retningslinjer som brukerne både forstår og er enige i.

Prosjektet forener altså både biologi, teknologi og samfunnsvitenskap, noe Ficke er svært positiv til. Hun påpeker at samarbeid på tvers av fagområder åpner for helt nye muligheter.

– Vi er spesielt takknemlige for samarbeidet med SINTEF som skal lede arbeidet med å utvikle den elektroniske nesen. De er en veldig viktig støttespiller for oss, sier hun. 

Med en brukervennlig, nøyaktig og robust elektronisk nese og et sterkt rammeverk rundt planteimport, har PurPest-prosjektet et stort potensial for å redusere trusselen fra skadegjørere i jord, skog og hagebruk.