Kasvava ülemaailmse toidunõudlusega toimetulekuks on vaja parandada saagikust tõhusa fenotüüpimise abil. Optiline pildipõhine fenotüüpimine on võimaldanud märkimisväärseid edusamme taimekasvatuses ja põllukultuuride majandamises, kuid selle ruumilise eraldusvõime ja täpsuse piirangud tulenevad kontaktivabast lähenemisviisist.
Kontaktmõõtmistel põhinevad kantavad andurid pakuvad paljulubavat alternatiivi taimede fenotüüpide ja nende keskkonna kohapealseks jälgimiseks. Vaatamata varajastele edusammudele taimekasvu ja mikrokliima jälgimises on kantavate andurite täielik potentsiaal taimede fenotüüpimiseks suures osas kasutamata.
2023. aasta juulis avaldas ajakiri Plant Phenomics ülevaateartikli pealkirjaga „Kantavad andurid: uued andmekogumisvahendid taimede fenotüüpimiseks“. Selle artikli eesmärk on uurida kantavate andurite võimet jälgida erinevaid taime- ja keskkonnategureid, rõhutades nende kõrget eraldusvõimet, mitmekülgsust ja minimaalset invasiivsust, käsitledes samal ajal olemasolevaid probleeme ja pakkudes lahendusi.
Kantavad sensorid pakuvad revolutsioonilist lähenemist taimede fenotüüpimisele, ületades traditsiooniliste mittekontaktsete meetodite, näiteks optilise pildistamise, piirangud. Need pakuvad suurt ruumilist eraldusvõimet, mitmekülgsust ja minimaalset invasiivsust, võimaldades mõõta erinevaid taimefenotüüpe, nagu pikenemine, lehtede temperatuur, hüdratsioon, biopotentsiaal ja stressireaktsioonid.
Uuenduslikud tehnoloogiad, nagu venivad pingeandurid ja painduvad elektroodiandurid, kohanduvad taimede kasvu ja morfoloogiaga, hõlbustades reaalajas kohapealset seiret.
Erinevalt optilisest pildistamisest on kantavad andurid keskkonnategurite suhtes vähem tundlikud ja suudavad pakkuda täpsemaid andmeid. Lehtede temperatuuri ja niiskuse jälgimisel kasutavad kantavad andurid traadita ühenduvust ja täiustatud materjale, et pakkuda usaldusväärseid ja täpseid mõõtmisi.
Paindlike elektroodidega andurid pakuvad edusamme biopotentsiaalide mõõtmisel, taimekahjustuste minimeerimisel ja pideva seire tagamisel. Stressireaktsioonide tuvastamist saab parandada andurite abil, mis jälgivad haiguste või keskkonnastressi varajasi märke, näiteks ultraviolettkiirgust ja osooniga kokkupuudet.
Kantavad andurid on suurepärased ka keskkonna jälgimisel, hinnates selliseid tegureid nagu õhutemperatuur, niiskus, valgus ja pestitsiidide olemasolu. Kergetel ja venitatavatel platvormidel olevad multimodaalsed andurid koguvad reaalajas andmeid, mis on kriitilise tähtsusega taimede kasvu mõjutavate mikrokeskkondade mõistmiseks.
Kuigi kantavad sensorid on taimede fenotüüpimise seisukohast väga paljulubavad, seisavad nad silmitsi ka selliste väljakutsetega nagu taimekasvu häirimine, nõrgad sidumisliidesed, piiratud signaalitüübid ja väike jälgimisulatus. Lahenduste hulka kuuluvad kerged, pehmed, venivad ja läbipaistvad materjalid, aga ka täiustatud sidumistehnoloogiad ja mitme mõõtmisrežiimi integreerimine.
Kuna kantava anduritehnoloogia areneb jätkuvalt, eeldatakse, et see mängib võtmerolli taimede fenotüüpimise kiirendamisel, pakkudes paremat ülevaadet taimede ja keskkonna vastastikmõjust.
Postituse aeg: 24. juuli 2024