Pentru a face față creșterii cererii globale de alimente, este nevoie de îmbunătățirea randamentelor culturilor printr-o fenotipare eficientă. Fenotiparea bazată pe imagini optice a permis progrese semnificative în ameliorarea plantelor și gestionarea culturilor, dar se confruntă cu limitări în ceea ce privește rezoluția spațială și precizia din cauza abordării sale fără contact.
Senzorii purtabili care utilizează măsurători de contact oferă o alternativă promițătoare pentru monitorizarea in situ a fenotipurilor plantelor și a mediului lor. În ciuda progreselor timpurii în monitorizarea creșterii plantelor și a microclimatului, întregul potențial al senzorilor purtabili pentru fenotiparea plantelor rămâne în mare parte neexploatat.
În iulie 2023, Plant Phenomics a publicat un articol de sinteză intitulat „Senzori purtabili: Noi instrumente de colectare a datelor pentru fenotiparea plantelor”. Scopul acestei lucrări este de a explora capacitatea senzorilor purtabili de a monitoriza diverși factori ai plantelor și ai mediului, evidențiind rezoluția lor ridicată, versatilitatea și invazivitatea minimă, abordând în același timp problemele existente și oferind soluții.
Senzorii portabili oferă o abordare revoluționară a fenotipării plantelor, depășind limitele metodelor tradiționale fără contact, cum ar fi imagistica optică. Aceștia oferă o rezoluție spațială ridicată, versatilitate și invazivitate minimă, permițând măsurarea diferitelor fenotipuri ale plantelor, cum ar fi alungirea, temperatura frunzelor, hidratarea, biopotențialul și răspunsurile la stres.
Tehnologiile inovatoare, cum ar fi tensometrele elastice și senzorii cu electrozi flexibili, se adaptează la creșterea și morfologia plantelor, facilitând monitorizarea in situ în timp real.
Spre deosebire de imagistica optică, senzorii portabili sunt mai puțin sensibili la factorii de mediu și pot oferi date mai precise. Atunci când monitorizează temperatura și umiditatea frunzelor, senzorii portabili utilizează conectivitate wireless și materiale avansate pentru a oferi măsurători fiabile și precise.
Senzorii cu electrozi flexibili oferă progrese în măsurarea biopotențialelor, reducând la minimum daunele aduse plantelor și asigurând monitorizarea continuă. Detectarea răspunsurilor la stres poate fi îmbunătățită prin utilizarea de senzori care monitorizează semnele precoce ale bolilor sau ale stresului din mediu, cum ar fi radiațiile ultraviolete și expunerea la ozon.
Senzorii portabili excelează și în monitorizarea mediului, evaluând factori precum temperatura aerului, umiditatea, lumina și prezența pesticidelor. Senzorii multimodali pe platforme ușoare și elastice colectează date în timp real, esențiale pentru înțelegerea micromediilor care influențează creșterea plantelor.
Deși senzorii portabili sunt foarte promițători pentru fenotiparea plantelor, aceștia se confruntă și cu provocări precum interferența cu creșterea plantelor, interfețele de legare slabe, tipurile de semnal limitate și acoperirea redusă a monitorizării. Soluțiile includ materiale ușoare, moi, elastice și transparente, precum și tehnologii avansate de legare și integrarea mai multor moduri de măsurare.
Pe măsură ce tehnologia senzorilor purtabili continuă să avanseze, se așteaptă ca aceasta să joace un rol cheie în accelerarea fenotipării plantelor, oferind o perspectivă mai bună asupra interacțiunilor dintre plantă și mediu.
Data publicării: 24 iulie 2024