Американські ботаніки та інженери почули як росте кукурудза. Вони використовували п'єзоелектричні контактні мікрофони і зафіксували звуки, які видає зростаючий стебель. Вчені розповіли про результати дослідження на спільній конференції Акустичного товариства Сполучених Штатів і Акустичного товариства Японії, яка проходить цього тижня в столиці Гаваїв Гонолулу. Також про дослідження повідомляється на.
США є світовим лідером з виробництва кукурудзи, на рік тут збирається понад 330 мільйонів тонн. Одночасно кукурудза - найпоширеніша зернова культура в Сполучених Штатах; вона росте переважно в штатах Іллінойс і Айова, для яких влітку характерна спекотна волога погода і сильні вітри. Тому однією з основних причин зниження врожайності стає полегання рослин (нахил або поломка стебля або всієї рослини). Найбільшої шкоди вітер завдає рослинам або в середині липня, в період інтенсивного зростання молодих втечі, або після дозрівання кукурудзяного початка, але ще до збору врожаю. Вчені більше 100 років намагаються придумати, як запобіжити посіви від полегання, але поки не досягли успіху в цьому.
Автори нового дослідження вивчили зростання і падіння рослин за допомогою акустико-емісійних методів. Вони засновані на тому, що матеріали під час деформації випускають звукове випромінювання, яке можна зафіксувати і визначити, де утворився дефект. Акустико-емісійні методи використовують для розпізнавання тріщин у твердих об'єктах і визначення зносу конструкції.
Вчені вирішили застосувати акустико-емісійні методи для вивчення зростання і падіння кукурудзи. Для цього вони використовували п'єзоелектричні контактні мікрофони. Дослідники проводили експерименти в липні 2016 року на кукурудзяних полях у штаті Небраска, а вже дозрілі рослини вони вивчали в Південній Африці.
За словами провідного автора дослідження Дугласа Кука з Нью-Йоркського університету, кукурудза під час зростання постійно випускає акустичні хвилі, але вони занадто слабкі і не відмінні неозброєним вухом. Вчений каже, що звук падаючої рослини схожий на звуки кукурудзяних зерен. "Тепер ми думаємо, що при зростанні рослин трапляються мільйони мікро-розривів, які запускають у рослини механізм" ремонту "пошкоджень. За допомогою постійних розривів і їх виправлення рослина може зростати вище і вище ", - пояснює Кук.
За словами Кука співпраця ботаніків та інженерів почалася недавно і зараз дослідники тільки вивчають процеси зростання і розвитку рослин, які дозволять селекціонерам вивести сорти, стійкі до полегання. Наприклад, дослідники зрозуміли, що кукурудзяне листя допомагає рослині зберігати стійкість під час швидкого зростання. Тепер ботанікам при виведенні більш стійких сортів кукурудзи потрібно буде звернути увагу на листя.
Зараз автори дослідження за допомогою комп'ютерної томографії отримують 3D зображення кукурудзи. Також вони планують використовувати магнітно-резонансне сканування, щоб візуалізувати зростання і розвиток рослин. "Ми хочемо краще вивчити стеблеве полегання, щоб визначити" слабку ланку "процесу. Тоді ботаніки зможуть спробувати поліпшити міцність і стійкість стебля ", - говорить Кук.