How do you find the "bad" seeds in the bunch? According to Thomas Pearson, a scientist with the Agricultural Research Service (ARS), you listen very closely.

Pearson--who’s an agricultural engineer at the agency’s Grain Marketing and Production Research Center in Manhattan, Kan.--has developed an acoustics-based sorter that can distinguish between "clean" wheat kernels and those that have been nibbled on and spoiled by insects.

The idea behind the novel technology is simple. A wheat kernel that’s whole and intact will make a slightly different, high-pitched "ping" when striking a steel plate than the sound made by a kernel that’s been tunneled through by an insect.

Because individual kernels are so small, lightweight and hard, any acoustic energy they emit is inaudible to human ears. So, Pearson made sure to outfit his sorting system with a special microphone that can pick up ultra-sonic sounds at exceptionally high frequencies.

After assessing the kernels’ acoustic qualities, the sorter will shunt the insect-damaged wheat kernels from a random sample into one bin, and send "acceptable" kernels into another. It can even pinpoint kernels with tiny insect larvae hiding inside them, a feat that, for grain inspectors, is like trying to find a needle in a haystack.

Every year, more than $1.5 billion worth of U.S. wheat and other grains must be discarded or downgraded because of post-harvest damage by insect pests. Despite preventive measures, the pests--ranging from moth larvae to small flour beetles--still manage to find their way into grain storage facilities.

Now, most grain inspectors must laboriously sift through samples of grain by hand, relying on the naked eye to spot wheat kernels that have been spoiled by insects. It can take more than 20 minutes to examine a 100-gram sample, or one weighing about one-quarter of a pound.

Pearson’s sorter can analyze the same sample in about 75 seconds, or at a rate of 40 kernels per second. And it successfully detects damaged kernels 87 percent of the time.

The technology--which would undoubtedly lead to more accurate estimates of insect damage in wheat loads--is now ready for a private-sector partner to help bring it to market.

ARS is the U.S. Department of Agriculture’s chief, scientific research agency.

Cómo "cantan" las semillas de trigo es una señal de su calidad

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés) Erin Peabody, (301) 504-1624, ekpeabody@ars.usda.gov

¿Cómo encuentra las semillas "malas" en un grupo? Según Thomas Pearson, un científico con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS), tiene que escuchar muy atentamente.

Pearson, quien es un ingeniero agrícola en el Centro de Investigación de Mercadear y Producción de Grano mantenido por ARS en Manhattan, Kansas, ha desarrollado un separador basado en acústica que puede distinguir entre las semillas de trigo "limpias" y aquellas que han sido picadas y dañadas por insectos.

La idea detrás de la tecnología original es simple. Una semilla de trigo que está entera e intacta hará un "sonido metálico" un poco diferente cuando golpeando contra una placa de acero comparado con el sonido hecho por una semilla que ha sido excavada por un insecto.

Ya que las semillas individuales del trigo son tan pequeñas, duras y de peso ligero, cualquier energía acústica que ellas emitan es inaudible para los oídos humanos. Así que, Pearson equipó su sistema de clasificación con un micrófono especial que puede recoger sonidos ultrasónicos en frecuencias excepcionalmente altas.

Después de evaluar las calidades acústicas de las semillas, el separador moverá las semillas de trigo dañadas de una muestra aleatoria a un recipiente, y mandará las semillas "aceptables" a otro recipiente. También puede identificar las semillas que tienen una larva dentro de la semilla, una proeza que, para los inspectores de grano, es como buscar una aguja en un pajar.

Cada año, trigo y otros granos estadounidenses con un valor de más de 1,5 mil millones de dólares tienen que ser desechados o bajados de categoría por el daño postcosecha por las plagas de insectos. A pesar de las medidas preventivas, las plagas--desde la larva de polilla hasta los escarabajos pequeños de harina--todavía encuentran la manera de invadir las instalaciones de almacenaje de granos.

Ahora, la mayoría de inspectores de grano tienen que examinar cuidadosamente y penosamente las muestras de grano a mano, confiando en el ojo para identificar semillas de trigo que han sido dañadas por insectos. Se puede tomar más de 20 minutos para examinar una muestra de 100 gramos, o una que pesa como un cuarto de una libra.

El separador de Pearson puede analizar la misma muestra en como 75 segundos, o en una tasa de 40 semillas por segundo. Y detecta exitosamente las semillas dañadas el 87 por ciento del tiempo.

La tecnología--la cual sin duda llevará a estimados más precisos de los daños por insectos en las cargas de trigo--ahora está disponible para que un socio del sector privado la saque al mercado.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.