Senzori ispod lišća za pametnu poljoprivredu

Istraživači sa Sveučilišta Tohoku u Japanu, izradili su senzor za lišće s ciljem stvaranja načina za jednostavno određivanje napreduje li biljka ili umire. Ova mala, ali moćna tehnologija mogla bi pomoći u poboljšanju prinosa usjeva i upravljanja resursima kako bi se zadovoljili stalno rastući zahtjevi.

Ekstremni vremenski događaji kao što su toplinski valovi, obilne kiše i suše stvaraju stres biljkama, što može smanjiti prinose usjeva i dugoročno ugroziti zdravlje farmi, šuma i bioraznolikosti.

Postoji potreba da se točno prati kako biljke reagiraju na te promjene. Dok su bespilotne letjelice poboljšale nadzor biljaka odozgo, one samo hvataju više makro informacija na razini površine. Također im je potrebna prilagodba kako bi mogli točno pratiti biljke tijekom vremena. Ostali mali senzori koji mogu uhvatiti promjene na razini pojedinačnog postrojenja nisu učinkoviti jer često zahtijevaju da osoblje na licu mjesta instalira i ručno provjeri svaki senzor.

Kako bi riješio te probleme, tim istraživača je razvio novi senzor koji se pričvršćuje izravno na donju stranu lišća biljke. Ovaj mali uređaj koristi spektroskopski senzor i izvor svjetlosti za mjerenje boje lišća bez blokiranja sunčeve svjetlosti i može pratiti promjene na istom mjestu tijekom vremena. Napajan baterijom, s Wi-Fi prijenosom podataka i vodootpornošću, senzor može raditi na otvorenom više od mjesec dana, što omogućuje produljeno prikupljanje podataka.

"Pametna poljoprivreda štedi puno vremena", kaže znanstvenik Ko-ichiro Miyamoto. "Poljoprivrednici nemaju vremena ručno provjeravati svaku pojedinu biljku. Ovaj senzor može dati fino podešena očitanja za ono što se događa u stvarnom vremenu, a zatim mogu reagirati u skladu s područjima u kojima su biljke pod visokim stresom."

Ovaj senzor pokazao se dobro u usporedbi s komercijalnim spektrometrom na oko 90 listova 30 različitih biljnih vrsta. Točno je razlikovao boje na sedam od osam valnih duljina koje je moguće detektirati, a očitanja na 620 nm bila su vrlo slična komercijalnim mjeračima klorofila.

Daljnji testovi s vrstom Arabidopsis thaliana (Talijin uročnjak) osjetljivom na stres pokazali su da promjene na 550 nm u očitanjima senzora odgovaraju odgovorima biljke na stres, koji su usklađeni s uobičajeno korištenim indeksom fotokemijske refleksije (PRI).

U pokusu na otvorenom za testiranje performansi u stvarnim životnim uvjetima, pričvrstili su senzor na lišće breze kako bi pratili promjene u boji lišća tijekom jeseni, opadanja lišća i starenja tijekom dva tjedna. Mogli su promatrati smanjenje klorofila (indikatora stresa biljke) i kako je odgovor biljke fluktuirao s intenzitetom sunčeve svjetlosti.

Ova pametna dijagnostička tehnologija omogućuje pružanje podrške u područjima koja su najpotrebnija. Ovaj bi se senzor mogao naširoko koristiti u pametnoj poljoprivredi, studijama zdravlja šuma i drugim područjima gdje je važno detaljno praćenje zdravlja biljaka.

Studiju objavljenu u časopisu Sensing and Bio-Sensing Research možete pronaći na ovoj poveznici.