Kako bi se nosilo s rastućom globalnom potražnjom za hranom, potrebno je poboljšati prinose usjeva učinkovitim fenotipiziranjem. Fenotipiziranje temeljeno na optičkoj slici omogućilo je značajan napredak u oplemenjivanju biljaka i upravljanju usjevima, ali se suočava s ograničenjima u prostornoj rezoluciji i točnosti zbog svog beskontaktnog pristupa.
Nosivi senzori koji koriste kontaktna mjerenja nude obećavajuću alternativu za in situ praćenje biljnih fenotipova i njihovog okoliša. Unatoč ranom napretku u praćenju rasta biljaka i mikroklime, puni potencijal nosivih senzora za fenotipizaciju biljaka ostaje uglavnom neiskorišten.
U srpnju 2023., Plant Phenomics je objavio pregledni članak pod naslovom „Nosivi senzori: Novi alati za prikupljanje podataka za fenotipizaciju biljaka“. Svrha ovog rada je istražiti sposobnost nosivih senzora za praćenje različitih biljnih i okolišnih čimbenika, ističući njihovu visoku rezoluciju, svestranost i minimalnu invazivnost, a istovremeno se bavi postojećim problemima i nudi rješenja.
Nosivi senzori nude revolucionaran pristup fenotipizaciji biljaka, prevladavajući ograničenja tradicionalnih beskontaktnih metoda poput optičkog snimanja. Nude visoku prostornu rezoluciju, svestranost i minimalnu invazivnost, omogućujući mjerenje različitih biljnih fenotipova kao što su izduženost, temperatura lista, hidratacija, biopotencijal i odgovori na stres.
Inovativne tehnologije poput rastezljivih mjerača naprezanja i fleksibilnih elektrodnih senzora prilagođavaju se rastu i morfologiji biljaka, olakšavajući praćenje na licu mjesta u stvarnom vremenu.
Za razliku od optičkog snimanja, nosivi senzori su manje osjetljivi na čimbenike okoline i mogu pružiti točnije podatke. Prilikom praćenja temperature i vlage lista, nosivi senzori koriste bežičnu povezivost i napredne materijale kako bi pružili pouzdana i točna mjerenja.
Senzori s fleksibilnim elektrodama pružaju napredak u mjerenju biopotencijala, minimizirajući oštećenje biljaka i osiguravajući kontinuirano praćenje. Detekcija stresnih reakcija može se poboljšati korištenjem senzora koji prate rane znakove bolesti ili stresa iz okoliša, poput ultraljubičastog zračenja i izloženosti ozonu.
Nosivi senzori također su izvrsni u praćenju okoliša, procjenjujući čimbenike poput temperature zraka, vlažnosti, svjetlosti i prisutnosti pesticida. Multimodalni senzori na laganim, rastezljivim platformama prikupljaju podatke u stvarnom vremenu koji su ključni za razumijevanje mikrookruženja koja utječu na rast biljaka.
Iako nosivi senzori imaju veliko obećanje za fenotipizaciju biljaka, suočavaju se i s izazovima poput ometanja rasta biljaka, slabih sučelja za vezanje, ograničenih vrsta signala i male pokrivenosti praćenjem. Rješenja uključuju lagane, mekane, rastezljive i prozirne materijale, kao i napredne tehnologije vezanja i integraciju više načina mjerenja.
Kako tehnologija nosivih senzora nastavlja napredovati, očekuje se da će igrati ključnu ulogu u ubrzavanju fenotipizacije biljaka, pružajući bolji uvid u interakcije biljke i okoliša.
Vrijeme objave: 24. srpnja 2024.