Sensor based pre-symptomatic detection of pests and pathogens for precision scheduling of crop protection products

Providing global food security requires a better understanding of how plants function and how their products, including important crops are influenced by environmental factors. Prominent biological factors influencing food security are pests and pathogens of plants and crops. Traditional pest control, however, has involved chemicals that are harmful to the environment and human health, leading to a focus on sustainability and prevention with regards to modern crop protection. A variety of physical and chemical analytical tools is available to study the structure and function of plants at the whole-plant, organ, tissue, cellular, and biochemical levels, while acting as sensors for decision making in the applied crop sciences. Vibrational spectroscopy, among them mid-infrared and Raman spectroscopy in biology, known as biospectroscopy are well-established label-free, nondestructive, and environmentally friendly analytical methods that generate a spectral “signature” of samples using mid-infrared radiation. The generated wavenumber spectrum containing hundreds of variables as unique as a biochemical “fingerprint”, and represents biomolecules (proteins, lipids, carbohydrates, nucleic acids) within biological samples. Spectral “biomarkers” generated by biospectroscopy is useful for the discrimination of distinct as well as closely related biomaterials, for various applications. Applications within the plant and crop sciences has been limited to date, especially for the investigation of dynamic biological processes in intact plant tissues. Even more scarce is the application of biospectroscopy to plant interactions with pests and pathogens. To adequately probe in vivo plant-environment interactions, surface structures of intact plant tissues such as leaves, and fruit need to be characterized. Infrared light energy can measure plant epidermal structures including the cuticle and cell wall for chemical profiling of different varieties and cultivars, as well as physiological applications such as plant health monitoring and disease detection. A review of the application of biospectroscopy to study plant and crop biology reveals the potential of biospectroscopy as a prominent technology for fundamental plant research and applied crop science. The application of biospectroscopy for in vivo plant analysis, to elucidate spectral alterations indicative of pest and pathogen effects, may therefore be highly beneficial to crop protection. Highlighting the in vivo analysis capability and portability of modern biospectroscopy, ATR-FTIR provided an invaluable tool for a thorough spectrochemical investigation of intact tomato fruit during development and ripening. This contributes novel spectral biomarkers, distinct for each development and ripening stage to indicate healthy development. Concurrently, this approach demonstrates the effectiveness of using spectral data for machine learning, indicated by classifier results, which may be applied to crop biology. Complementary to monitoring healthy growth and development of plants and crops, is the detection of threats to plant products that compromise yield or quality. This includes physical damage and accelerated decay caused by pests and pathogens. Biochemical changes detected by ATR-FTIR using principal component analysis and linear discriminant analysis (PCA–LDA), for damage-induced pathogen infection of cherry tomato (cv. Piccolo), showed subtle biochemical changes distinguishing healthy tomato from damaged, early or late sour rot-infected tomato. Sour rot fungus Geotrichum candidum was detected in vivo and characterized based on spectral features distinct from tomato fruit providing biochemical insight and detection potential for intact plant–pathogen systems. Pre-harvest detection of pests and pathogens in growing plants is paramount for crop protection and for effective use of crop protection products. Established previously as an exceptionally versatile bioanalytical sensor, for post-harvest applications, biospectroscopy was applied for the pre-harvest detection of microscopic pathogen Botrytis cinerea fungus infecting developing tomato plants. Compact MIR spectroscopy using ATR mode was adapted for the biochemical investigation of the plant-microbe interaction S. lycopersicum and B. cinerea, on the whole-plant level. Chemometric modeling including principal component analysis, and linear discriminant analysis were applied. Fingerprint spectra (1800-900 cm-1) were excellent discriminators of plant disease in pre-symptomatic as well as symptomatic plants. Spectral alterations in leaf tissue caused by infection are discussed. Potential for automatic decision-making is shown by high accuracy rates of 100% for detecting plant disease at various stages of progression. Similar accuracy rates using similar chemometric models are obtained for fruit development and ripening also. Overall, this research showcases the biospectroscopy potential for development monitoring and ripening of fruit crops, damage and infection induced decay of fruit in horticultural systems post-harvest, complemented by pre-harvest detection of microscopic pathogens. Based on the results from experiments performed under semi-controlled conditions, biospectroscopy is ready for field applications directed at pest and pathogen detection for improved crop production through the mitigation of crop loss

Review of: Joseph Conrad. Within the Tides (The Cambridge Edition of the Works of Joseph Conrad). Edited by Alexandre Fachard with an introduction by Laurence Davies and notes by Andrew Purssell and Alexandre Fachard

Joseph Conrad. Within the Tides (The Cambridge Edition of the Works of Joseph Conrad). Edited by Alexandre Fachard with an introduction by Laurence Davies and notes by Andrew Purssell and Alexandre Fachar

Przestrzeń społeczna miasta średniej wielkości i jej uwarunkowania społeczno-kulturowe : studium monograficzne Częstochowy

Prezentowana tutaj praca składa się z trzech rozdziałów teoretycznych, rozdziału metodologicznego oraz czterech rozdziałów empirycznych. W części teoretycznej przedstawiłem problemy związane z definiowaniem przestrzeni społecznej i przestrzeni miejskiej w szczególności. Na bazie wybranej literatury przyjąłem na potrzeby tejże pracy model przestrzeni społecznej miasta określający ją w trzech płaszczyznach: jako przestrzeń znaczeń i symboli, jako przestrzeń oddziaływań oraz jako przestrzeń identyfikacji. Poza tym opisałem także opisałem problemy związane z przemianami przestrzeni miejskiej. Przedstawiłem także problematykę związaną z tworzeniem się i przemianami przestrzeni miejskiej w kilku wybranym ujęciach teoretycznych. Odniosłem się głównie do ujęć funkcjonalnego i interakcjonistycznego. Z jednej strony podjąłem próbę opisania przestrzeni miejskiej jako miejsca odgrywania przez jednostki wielu ról społecznych w codziennym teatrze życia, z drugiej jako przestrzeń ustrukturalizowaną. Pod uwagę wziąłem także ujęcie przestrzeni miejskiej jako systemu znaczeń i symboli. Dzięki tym kilku ujęciom teoretycznym chciałem uzyskać możliwość szerszej interpretacji wyników badań empirycznych. Część rozważań teoretycznych poświęciłem czynnikom społecznym i kulturowym mającym wpływ na jej kształtowanie się. Podjąłem w tym przypadku próbę określenia na nowo pojęć społeczności miejskiej oraz miejskiego stylu życia. Odniosłem się także do ujęcia historycznego kształtowania się miejskiej przestrzeni Częstochowy. Przedstawiłem fazy rozwoju przestrzeni miejskiej w okresie przedindustrialnym do XIX wieku, okres intensywnej industrializacji od połowy XIX wieku do lat 30. XX wieku oraz późnej industrializacji od czasu II wojny światowej do końca lat 90. W części metodologicznej przedstawiłem szereg pytań badawczych oraz sformułowanych na ich bazie hipotez badawczych. Główne pytania badawcze odnosiły się do tego, jak kształtuje się przestrzeń społeczna Częstochowy. W tej części pracy przedstawiłem metody badawcze, jakie zastosowałem przy zbieraniu materiału empirycznego oraz sposób doboru próby badawczej. Scharakteryzowałem także przebieg realizacji badań empirycznych oraz sposób analizy materiału empirycznego. Część empiryczną dysertacji rozpocząłem od scharakteryzowania społecznodemograficznej oraz urbanistycznej przestrzeni miejskiej Częstochowy. Na podstawie dokumentów urzędowych przedstawiłem charakterystykę urbanistyczną dzielnic miejskich, podjąłem próbę ich skategoryzowania, a także przedstawiłem na bazie opracowań statystycznych GUS charakterystykę społeczną i demograficzną populacji Częstochowy. W dalszej części pracy przedstawiłem analizę części materiału empirycznego odnoszącego się do percepcji przestrzeni miejskiej zarówno mieszkańców, jak i pielgrzymów, których ująłem tutaj jako incydentalnych, aczkolwiek ważnych aktorów życia społecznego miasta. Ze względu na charakter Częstochowy jako miasta pielgrzymkowego, znaczną część tego rozdziału poświęciłem na analizę stosunku mieszkańców wobec przestrzeni sakralnej. Przedstawiłem także sposób postrzegania Częstochowy przez pielgrzymów jako miasta pielgrzymkowego i turystycznego zarazem. Kolejny aspekt empirycznej części dysertacji odnosił się do użytkowania przestrzeni miejskiej przez mieszkańców, przy czym koncentrowałem się tutaj na dwóch kwestiach: uczestnictwie kulturalnym miasta oraz na problemach więziotwórczych. Brałem pod uwagę także problem atrakcyjności Częstochowy dla mieszkańców jako przestrzeni, w której można spędzać czas. Przeanalizowałem także zebrane dane empiryczne odnoszące się do identyfikacji mieszkańców z zamieszkiwaną przez nich przestrzenią miejska. Jako istotny problem przedstawiłem tutaj zarówno identyfikację mieszkańców z miastem jako postrzeganą przez mieszkańców całością, jak również identyfikację z bliższą przestrzenią dzielnicy

Review of A Historical Guide to Joseph Conrad by John G. Peters

Review of A Historical Guide to Joseph Conrad by John G. Peter

The 2014 Joseph Conrad Conference at the Jagiellonian University: “Poland and the Conrad problem”

The 2014 Joseph Conrad Conference at the Jagiellonian University: “Poland and the Conrad problem

Lord Jim and Razumov – interpretations lost and found under Western eyes

In my article I present various readings and interpretations of two of Conrad’s protagonists – Lord Jim and Razumov – in order to show that their conduct cannot be properly understood if the reader does not take into account the moral and cultural codes by which Conrad’s characters are bound. Paraphrasing Conrad’s title Under Western Eyes, I discuss the interpretations of Western scholars who have lost or found the real message of Conrad’s works