Каб справіцца з ростам глабальнага попыту на прадукты харчавання, існуе неабходнасць павышэння ўраджайнасці сельскагаспадарчых культур з дапамогай эфектыўнага фенатыпавання. Фенатыпаванне на аснове аптычных малюнкаў дазволіла дасягнуць значных поспехаў у селекцыі раслін і кіраванні сельскагаспадарчымі культурамі, але сутыкаецца з абмежаваннямі ў прасторавым дазволе і дакладнасці з-за свайго бескантактавага падыходу.
Носныя датчыкі, якія выкарыстоўваюць кантактныя вымярэнні, прапануюць перспектыўную альтэрнатыву для маніторынгу фенатыпаў раслін і іх асяроддзя in situ. Нягледзячы на раннія поспехі ў маніторынгу росту раслін і мікраклімату, поўны патэнцыял носных датчыкаў для фенатыпавання раслін застаецца ў значнай ступені невыкарыстаным.
У ліпені 2023 года часопіс Plant Phenomics апублікаваў аглядны артыкул пад назвай «Носныя датчыкі: новыя інструменты збору дадзеных для фенатыпавання раслін». Мэта гэтай працы — даследаваць здольнасць носных датчыкаў кантраляваць розныя фактары раслін і навакольнага асяроддзя, падкрэсліваючы іх высокі дазвол, універсальнасць і мінімальную інвазіўнасць, адначасова вырашаючы існуючыя праблемы і прапаноўваючы рашэнні.
Носныя датчыкі прапануюць рэвалюцыйны падыход да фенатыпавання раслін, пераадольваючы абмежаванні традыцыйных бескантактавых метадаў, такіх як аптычная візуалізацыя. Яны забяспечваюць высокае прасторавае разрозненне, універсальнасць і мінімальную інвазіўнасць, што дазваляе вымяраць розныя фенатыпы раслін, такія як падаўжэнне, тэмпература лісця, гідратацыя, біяпатэнцыял і рэакцыі на стрэс.
Інавацыйныя тэхналогіі, такія як расцяжныя тэнзометры і гнуткія электродныя датчыкі, адаптуюцца да росту і марфалогіі раслін, што спрыяе маніторынгу на месцы ў рэжыме рэальнага часу.
У адрозненне ад аптычных датчыкаў візуалізацыі, носімыя датчыкі менш успрымальныя да фактараў навакольнага асяроддзя і могуць даваць больш дакладныя дадзеныя. Пры маніторынгу тэмпературы і вільготнасці лісця носімыя датчыкі выкарыстоўваюць бесправадную сувязь і перадавыя матэрыялы для забеспячэння надзейных і дакладных вымярэнняў.
Датчыкі з гнуткімі электродамі забяспечваюць прагрэс у вымярэнні біяпатэнцыялаў, мінімізуючы пашкоджанні раслін і забяспечваючы бесперапынны маніторынг. Выяўленне рэакцый на стрэс можна палепшыць, выкарыстоўваючы датчыкі, якія адсочваюць раннія прыкметы хваробы або стрэсу навакольнага асяроддзя, напрыклад, ультрафіялетавага выпраменьвання і ўздзеяння азону.
Носныя датчыкі таксама выдатна спраўляюцца з маніторынгам навакольнага асяроддзя, ацэньваючы такія фактары, як тэмпература паветра, вільготнасць, асвятленне і наяўнасць пестыцыдаў. Мультымадальныя датчыкі на лёгкіх, расцяжных платформах збіраюць даныя ў рэжыме рэальнага часу, якія маюць вырашальнае значэнне для разумення мікраасяроддзя, якое ўплывае на рост раслін.
Нягледзячы на тое, што носімныя датчыкі маюць вялікі патэнцыял для фенатыпавання раслін, яны таксама сутыкаюцца з такімі праблемамі, як перашкоды росту раслін, слабыя інтэрфейсы звязвання, абмежаваныя тыпы сігналаў і невялікі ахоп маніторынгу. Рашэнні ўключаюць лёгкія, мяккія, расцяжныя і празрыстыя матэрыялы, а таксама перадавыя тэхналогіі звязвання і інтэграцыю некалькіх рэжымаў вымярэння.
Па меры развіцця тэхналогіі носных датчыкаў чакаецца, што яны будуць адыгрываць ключавую ролю ў паскарэнні фенатыпавання раслін, забяспечваючы лепшае разуменне ўзаемадзеяння раслін з навакольным асяроддзем.
Час публікацыі: 24 ліпеня 2024 г.