IBL
Prognozowanie zagrożeń ekosystemów leśnych poprzez implementację innowacyjnego elektronicznego systemu rozpoznawania zapachów

25
kwi
2018

20 kwietnia 2018 r. w Instytucie Badawczym Leśnictwa w Sękocinie Starym odbyło się zorganizowane przez Zakład Ochrony Lasu seminarium pt. „Zastosowanie e-nosa do prognozowania zagrożenia drzewostanów sosnowych przez barczatkę sosnówkę i sprawców patogenicznej zgorzeli siewek drzew leśnych”.

   Celem tego spotkania było przedstawienie głównych założeń oraz zakresu prac związanych z realizacją projektu PROZEL pt. „Prognozowanie zagrożeń ekosystemów leśnych poprzez implementację innowacyjnego elektronicznego systemu rozpoznawania zapachów", finansowanego w latach 2018-2020 w ramach III edycji programu BIOSTRATEG „Środowisko naturalne, rolnictwo i leśnictwo". Projekt realizowany jest  przez konsorcjum, które tworzy Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej (lider), Zakład Ochrony Lasu IBL (wykonawca) oraz firma 23RS Coras (jednostka wdrażająca).

W imieniu Dyrekcji IBL uczestników seminarium przywitała dr hab. Iwona Skrzecz

Prof. dr hab. Mirosław Karpierz z Wydziału Fizyki PW. Lider projektu PROZEL

   W spotkaniu udział wzięło około 50 osób, w tym przedstawiciele Zespołów Ochrony Lasu w Gdańsku i Łopuchówku, wykonawcy projektu oraz pracownicy Instytutu. W trakcie seminarium wygłoszono następujące referaty:

  • Cele i metodyka badań projektu PROZEL (mgr inż. Sławomir Ślusarski, mgr inż. Miłosz Tkaczyk – Zakład Ochrony Lasu IBL),
  • Możliwości wykrywania patogenów za pomocą zapachów  (dr hab. Tomasz Oszako – Zakład Ochrony Lasu IBL),
  • Czujniki gazów (prof. dr hab. Leszek Adamowicz – Wydział Fizyki PW),
  • Rodzaje i budowa e-nosów (dr inż. Cezariusz Jastrzębski – Wydział Fizyki PW),
  • E-nos w zastosowaniach (mgr inż. Rafał Tarakowski – Wydział Fizyki PW).

Mgr inż. Sławomir Ślusarski z Zakładu Ochrony Lasu IBL

Mgr inż. Miłosz Tkaczyk z Zakładu Ochrony Lasu IBL

   Na wstępie mgr inż. Sławomir Ślusarski i mgr inż. Miłosz Tkaczyk poinformowali, że głównym celem projektu jest zbudowanie urządzenia pomiarowego nazwanego nosem elektronicznym (e-nos), pozwalającego na wykrywanie zapachów emitowanych przez barczatkę sosnówkę (Dendrolimus pini) – groźnego szkodnika drzewostanów sosnowych oraz przez patogeniczne dla drzew leśnych lęgniowce z rodzaju Phytophthora, a także grzyby powodujące  zgorzel siewek (gatunki z rodzajów Pythium sp., Fusarium sp., Rhizoctonia sp. i Cylindrocarpon sp.). Zakres realizowanych prac został podzielony na 13 zadań (WP – Work Packages). Badania przyrodnicze składają się z dwóch modułów, z czego pierwszy – fitopatologiczny obejmuje 4 zadania, w tym:  hodowlę czystych kultur fitopatogenów (WP1), sztuczną inokulację sadzonek dębowych patogenami (WP2) oraz terenowe próby wykrywania patogenów przy użyciu e-nosa (WP3). Natomiast w module entomologicznym wyróżniono 5 zadań, w ramach których prowadzona jest laboratoryjna hodowla barczatki sosnówki (WP5), będą określone różnice w wydzielaniu feromonów przez gąsienice tego gatunku (WP6), a także zostaną wykonane próby wykorzystania e-nosa do wykrywania gąsienic zimujących w ściole (WP7) oraz żerujących w koronach drzew (WP8). Prace w obu modułach zakończą się opracowaniem uzyskanych wyników (WP4 i WP9).

Dr hab. Tomasz Oszako z Zakładu Ochrony Lasu IBL

   W kolejnym referacie, dr hab. Tomasza Oszako podkreślił pilną potrzebę wykrywania patogenów w próbkach środowiskowych, ze względu na intensyfikację międzynarodowego obrotu materiału roślinnego, który może sprzyjać rozprzestrzenianiu się organizmów inwazyjnych. Jego zdaniem, zastosowanie e-nosa do wykrywania lęgniowców w szkółkach może pomóc pracownikom Lasów Państwowych w ocenie zagrożenia siewek przez te organizmy, a także wytypować rośliny niezainfekowane, które mogłyby w ten sposób uzyskiwać certyfikaty „wolnych od obcych patogenów inwazyjnych". Zdaniem dr. hab. Tomasza Oszako, elektroniczny nos wpisuje się w poszukiwanie technik zapewniających szybką i pewną identyfikacji patogenów w próbkach środowiskowych. Jego zdaniem, e-nos może również zostać wykorzystany do poszukiwania takich grzybów jak np. trufle.

Prof. dr hab. Leszek Adamowicz z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej

   Następnie prof. dr hab. Leszek Adamowicz zwrócił uwagę na wszechstronność zastosowania czujników gazów w codziennym życiu. Przypomniał, że urządzenia te znalazły zastosowanie m. in. w przemyśle obronnym, lotniczym, optycznym, w sieciach obsługujących Internet przedmiotów, w energetyce, robotyce oraz wielu innych dziedzinach. Współczesne czujniki gazowe muszą spełniać szereg wymagań: muszą być trwałe, nadawać się do wielokrotnego użytku, a przede wszystkim charakteryzować się wysoką czułością i dobrą selektywnością. Nie bez znaczenia są również niskie koszty ich wytwarzania oraz niskie zużycie energii. Prelegent podkreślił także, że doskonalenie czujników gazowych wymaga wielokierunkowych badań fizycznych i chemicznych oraz odbywa się dzięki rozwojowi nanotechnologii.

Dr inż. Cezariusz Jastrzębski z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej

   W trakcie kolejnego referatu, dr inż. Cezariusz Jastrzębski przedstawił wiele informacji z zakresu fizyki zmysłu węchu, w tym również człowieka. Prelegent podkreślił, że dla zmysłu węchu ważne jest spektrum zapachów, czułość na dane zapachy oraz dokładność ich identyfikacji w środowisku. Doktor Jastrzębski omówił także sposób przenoszenia sygnału poprzez receptory węchu. Następnie zwrócił uwagę, że zazwyczaj e-nosy składają się z wieloczujnikowej matrycy, jednostki przetwarzania informacji wykorzystującej koncepcje sztucznej sieci neuronowej, oprogramowania z cyfrowymi algorytmami rozpoznawania wzorców i referencyjnego systemu baz. Ponadto, szczegółowo scharakteryzował różne rodzaje sensorów (czujników) wykorzystywanych do konstrukcji e-nosów oraz przedstawił obszary zastosowania e-nosów.

Mgr inż. Rafał Tarakowski z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej

   Część referatową seminarium zakończył mgr inż. Rafał Tarakowski omawiając metody przetwarzania informacji uzyskanych z różnego rodzaju czujników. Prelegent  zwrócił uwagę na te czujniki, które zostaną wykorzystane przy konstrukcji e-nosa będącego przedmiotem realizacji projektu PROZEL. Przedstawił także wcześniejsze doświadczenia pracowników Wydziału Fizyki PW w konstrukcji e-nosów wykorzystywanych m. in. do określania różnic między tytoniem w papierosach różnych marek, do rozróżniania kawy arabica od robusta, rozpoznawania paliw z różnymi biokomponentami, wykrywania materiałów wybuchowych oraz rozpoznawania wielu rodzajów mleka. Ważną częścią tej prezentacji było przedstawienie pierwszych wyników uzyskanych w ramach projektu PROZEL, a także zaakcentowanie planów na przyszłość, które obejmują m. in. miniaturyzacje urządzenia, zastosowanie nowych rodzajów czujników, optymalizację zasilania urządzenia, skrócenie czasu pomiaru i nauczenie systemu rozpoznawania różnych szkodników leśnych.

Dr inż. Piotr Gawęda z Zespołu Ochrony Lasu w Gdańsku (DGLP)

Mgr inż. Hubert Jakoniuk z Zespołu Ochrony Lasu w Łopuchówku (DGLP)

Dyskusja

Głos zabiera mgr inż. Włodzimierz Dutkiewicz

Dr inż. Tomasz Jabłoński z Zakładu Ochrony Lasu IBL

Prof. dr hab. Bronisław Pura z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej

   Po prezentacji wszystkich referatów odbyła się dyskusja dotycząca m. in. metod prognozowania występowania barczatki sosnówki oraz patogenów drzew leśnych. W tej części spotkania dominowała także tematyka związana z różnymi zastosowaniami urządzeń do wykrywania zapachów. Na zakończenie spotkania, uczestnicy podkreślili innowacyjność projektu i zwrócili uwagę na to, że zastosowanie e-nosa może ułatwić pracownikom Lasów Państwowych ocenę występowania barczatki sosnówki oraz patogenów drzew, co z kolei pozwoli na wskazanie szkółek leśnych oraz drzewostanów zagrożonych przez te organizmy.

Uczestnicy seminarium

   Organizatorzy seminarium serdecznie dziękują wszystkim za uczestnictwo i dyskusję.

 

Tekst: Iwona Skrzecz

Autorzy zdjęć: Katarzyna Tkaczyk i Przemysław Szmit  

TAGI: ochrona lasu politechnika warszawska ibl seminarium współpraca


Więcej Informacji

POLSCAN - I Krajowe Forum Użytkowników LIDAR

Forum POLSCAN, które odbyło się w dniach 22-23 października 2019 r. w Sękocinie Starym, to jedno z najważniejszych wydarzeń poświęconych stworzeniu trwałego, ogólnopolskiego FORUM wymiany informacji i praktycznych wdrożeń pomiędzy sektorami użytkowników końcowych, naukowcami oraz firmami oferującymi ich pozyskiwanie czy metody przetworzenia....więcej »

Awanse naukowe pracowników IBL październik 2019

Podczas 20. posiedzenia Rady Naukowej IBL (24 października 2019 r.) odbyła się publiczna obrona rozprawy doktorskiej mgr. inż. Radosława Gawrysia pt. „Zmiany struktury fitocenozy lasów łęgowych w dolinach rzecznych zasiedlonych przez bobry (Castor fiber L.)”....więcej »

Instytut Badawczy Leśnictwa na Międzynarodowych Targach Ochrony Środowiska POL-ECO SYSTEM po raz trzeci

Hasłem przewodnim tegorocznych XXXI Targów POL-ECO SYSTEM było: „Zrównoważona gospodarka odpadami – dla ludzi, zdrowia i środowiska”....więcej »

Perspektywy hodowli jesionu wyniosłego w Polsce - potrzeba nowych badań

25 września br. w Sękocinie Starym odbyło się seminarium otwarte IBL w ramach Sekcji Chorób Roślin Drzewiastych Polskiego Towarzystwa Fitopatologicznego pt. „Perspektywy hodowli jesionu wyniosłego w Polsce - potrzeba nowych badań”....więcej »