Development of a device for diagnostics of garden strawberry spot diseases | Разработка устройства для диагностики пятнистостей земляники садовой

English. To control effectively fungal diseases, in particular spot diseases of garden strawberry, it is important to detect signs of damage and identify the species of fungus pathogen in a timely manner. To create a portable facility of early diagnosis, it is suggested to imply methods based on the detection of electrical changes in plant leaf tissues result from fungal pathogen attack. They are electrical impedance spectroscopy and equivalent electric circuit methods, which allow determining a diagnostic parameter, namely the condenser capacity modeling the membrane capacity in plant cells of leaves. The condenser capacity values decrease as the degree of strawberry leaf lesion increases. The methods suggested are realized in a device consisting of an electrode system, electronic and computing units. In the electrode system, non-polarizing electrodes are located on both sides of the garden strawberry leaf. The electronic unit is designed to record the plant tissue impedance. The computing unit (laptop) searches for the frequency at which the reactive component of the impedance is maximum and calculates the diagnostic parameter from these data. The device operates under the control of software consisting of two applications: for recording the reactive component of plant tissue impedance and for determining the diagnostic parameter. To evaluate the accuracy of the device, the values of the diagnostic parameter obtained by the developed device and the precision impedance analyzer WK 6505B were compared. The values of the parameter were 1594 and 1574 pF, respectively.

Russian. Для эффективной борьбы с грибными болезнями растений, в частности с пятнистостями земляники садовой, важно своевременно обнаружить признаки поражения и идентифицировать вид гриба-возбудителя. Для создания портативного средства ранней диагностики предложено использовать методы, основанные на детектировании электрических изменений в растительных тканях листьев в результате атаки грибов-патогенов: метод электрической импедансной спектроскопии и метод электрических эквивалентных схем. Методы позволяют определить диагностический параметр – емкость конденсатора, моделирующего емкость мембран растительных клеток листьев. Значения емкости конденсатора уменьшаются по мере повышения степени поражения листьев земляники. Предложенные методы реализованы в устройстве, состоящем из электродной системы, электронного и вычислительного блоков. В электродной системе неполяризующиеся электроды расположены с двух сторон листа земляники. Электронный блок предназначен для регистрации импеданса растительной ткани. Вычислительный блок (ноутбук) осуществляет поиск частоты, на которой реактивная составляющая импеданса максимальна, и вычисляет по этим данным диагностический параметр. Устройство функционирует под управлением программы регистрации реактивной составляющей импеданса растительной ткани и программы определения диагностического параметра. Для оценки точности устройства проведено сравнение значений диагностического параметра, полученных разработанным устройством и прецизионным анализатором импеданса WK 6505B. Значения параметра составили 1594 и 1574 пФ соответственно.