24 мая 2022

Разработаны датчики для мониторинга водного стресса у сельхозкультур

Разработаны датчики для мониторинга водного стресса у сельхозкультур

Визуальные признаки водного стресса, такие как сморщивание листьев, появляются только тогда, когда уже слишком поздно. Ранее для мониторинга жажды растений использовались Металлические электроды, но эти устройства трудно прикрепить к листьям, что снижало точность измерений.

Теперь исследователи создали носимый растениями датчик для листьев, который остается на месте и позволяет легко дистанционно управлять водным стрессом растений. В своем докладе в журнале ACS Applied Materials and Interfaces ученый Ренато Лима и его коллеги отмечают, что носимые устройства для людей настолько совершенны, что некоторые умные часы отслеживают электрическую активность сердца пользователя с помощью электродов, прилегающих к коже, и отправляют данные на веб-сайты, что позволяет врачам контролировать и оценивать состояние своих пациентов на расстоянии.

Аналогичным образом, носимые устройства для растений могли бы помочь фермерам и тепличникам дистанционно контролировать состояние растений, включая содержание воды в листьях — ключевой маркер метаболизма и стресса от засухи.

Ренато Лима и его коллеги хотели определить конструкцию электродов, которая была бы надежной для долгосрочного мониторинга водного стресса растений и при этом оставалась бы на месте. Исследователи создали два типа электродов: один - из никеля, нанесенного в виде узкого, волнистого узора, а другой - из частично сожженной бумаги, покрытой восковой пленкой.

Когда команда прикрепила электроды к листьям сои с помощью клейкой ленты, электроды на основе никеля показали лучшие результаты, генерируя большие сигналы по мере высыхания листьев. При этом металлические электроды прилипали в ветреную погоду к листьям сильнее, чем электроды из жженой бумаги, вероятно, потому, что тонкий волнистый рисунок металлической пленки позволял большей части ленты соединяться с поверхностью листьев.

Затем исследователи создали носимое устройство с металлическими электродами и прикрепили его к живому растению. Устройство по беспроводной связи передавало данные в приложение для смартфона и на веб-сайт, а простая и быстрая методика машинного обучения успешно преобразовала эти данные в процентное содержание воды, потерянной растением.

Исследователи говорят, что мониторинг содержания воды в листьях может косвенно предоставить информацию о воздействии вредителей и токсичных веществ.

Поскольку носимое устройство для растений обеспечивает надежные данные в помещении, команда теперь планирует протестировать устройства в садах и на культурах открытого грунта, чтобы определить, когда растения необходимо поливать, что потенциально может повысить урожайность.

Рекомендуем

Популярные статьи