国外开发传感器装置,可实时监测农作物用水量

据外媒报道,爱荷华州立大学农学与园艺系副教授James Schnable及其同事正在开发一种传感器,将其用于玉米和其他厚茎作物,可实时测量农作物内部水液流速,以应对田地的湿度和不断变化的天气条件。

  到目前为止,可穿戴传感器一般用于监测人类的身体状况,多用于医疗领域。然而现在,该技术正被用于测量作物的内部水液流量以调节用水量。

  传感器专家网8月12日消息,近日,据外媒报道,爱荷华州立大学农学与园艺系副教授James Schnable及其同事正在开发一种传感器,将其用于玉米和其他厚茎作物。此次研究由国家科学基金会的突破性技术奖资助,研究人员试图实时测量农作物内部水液流速,以应对实际田地的湿度和不断变化的天气条件。


玉米种植在内布拉斯加大学林肯温室创新中心

  精确监测农作物内部水液流动可以帮助研究人员更好地了解农作物对干旱条件的反应,Schnable表示。反过来,这将使研究人员能够以更快的速度和准确度比较不同基因系的抗旱性,这可能会使节水混合动力车能够承受更恶劣的气候。

  “植物可以采取不同的策略,植物育种者也可以采取不同的策略,这取决于他们的目标、正在繁殖的环境以及正在研究的作物,”农学和园艺学副教授Schnable在一份声明中说。“但是,所有这些确实需要(你)实际能够看到农每天或每小时使用多少水,而且也需要你看到整个生长季节的用水量“。

  Schnable强调了解水资源利用的重要性,因为植物抵抗干旱的能力与其生产食物的能力相竞争。当植物打开叶子中的微小孔隙以迎接光合作用所必需的二氧化碳时,食物水通过这些孔隙逃逸,使植物易受干旱影响,为提高产量而种植的作物会吸收更多的二氧化碳,从而为水提供更多的离开机会。

  研究人员表示,通过了解不同作物品种如何开始或停止节约用水,提高作物的“水”产量可以提高产量。将这些观察结果与品种的遗传分析相结合,还可以提供各种基因在该领域的实际影响的细节,指导实验室中的修改工作。

  “实际上,我们可以更多地测量田间的一些个体因素,并观察品种之间的差异,就能越多地对两种具有相同耐旱水平的不同品系进行精确判断,”Schnable说。“你可以把那些不同的因素分开,然后分别为这些个别因素进行繁殖。“

  SAP问题

  该团队的项目符合突破性技术计划-美国国家科学基金会为“高风险,高回报”的追求而开发,部分原因是没有人设法开发出一种能够监测整个生长季节的植物内部水液流动的传感器。

  爱荷华州立大学的梁东制作了一种类似于手镯的装置,可以将少量的热量施加到农作物周围的茎上。微加热器上方和下方的微小传感器将记录经过的热量,有效地测量植物内部水液携带热量的速度,以及通过关联农作物内部水液流动的速度,传感器的纳米级结构和纤维应有助于防止热量损失,否则可能会使读数无效。

  该装置的灵活性来自于弹性带,可以伸展以适应玉米秸秆或其他作物茎的生长,包括大豆和高粱的生长,这些茎可在数周内大幅扩大。弹性还使设备能够监测杆的直径,这会影响到描述热量传播速度和农作物内部水液流动速度的方程式。


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