Para facer fronte á crecente demanda mundial de alimentos, é necesario mellorar o rendemento dos cultivos mediante unha fenotipificación eficiente. A fenotipificación baseada en imaxes ópticas permitiu avances significativos na mellora vexetal e na xestión de cultivos, pero afronta limitacións na resolución espacial e na precisión debido á súa abordaxe sen contacto.
Os sensores portátiles que empregan medicións por contacto ofrecen unha alternativa prometedora para a monitorización in situ dos fenotipos das plantas e o seu contorno. Malia os primeiros avances no crecemento das plantas e na monitorización do microclima, todo o potencial dos sensores portátiles para a fenotipificación das plantas segue estando en gran parte sen explotar.
En xullo de 2023, Plant Phenomics publicou un artigo de revisión titulado “Wearable Sensors: New Data Collection Tools for Plant Phenotyping” (Sensores portátiles: novas ferramentas de recollida de datos para a fenotipificación de plantas). O obxectivo deste artigo é explorar a capacidade dos sensores portátiles para monitorizar diversos factores vexetais e ambientais, destacando a súa alta resolución, versatilidade e mínima invasividade, ao tempo que aborda os problemas existentes e proporciona solucións.
Os sensores portátiles ofrecen unha abordaxe revolucionaria para a fenotipificación das plantas, superando as limitacións dos métodos tradicionais sen contacto, como a imaxe óptica. Ofrecen alta resolución espacial, versatilidade e mínima invasividade, o que permite a medición de varios fenotipos vexetais como o alongamento, a temperatura das follas, a hidratación, o biopotencial e as respostas ao estrés.
As tecnoloxías innovadoras, como as galgas extensométricas elásticas e os sensores de eléctrodos flexibles, adáptanse ao crecemento e á morfoloxía das plantas, facilitando a monitorización in situ en tempo real.
A diferenza das imaxes ópticas, os sensores portátiles son menos susceptibles aos factores ambientais e poden proporcionar datos máis precisos. Ao monitorizar a temperatura e a humidade das follas, os sensores portátiles empregan conectividade sen fíos e materiais avanzados para proporcionar medicións fiables e precisas.
Os sensores con eléctrodos flexibles proporcionan avances na medición de biopotencíais, minimizando os danos ás plantas e proporcionando unha monitorización continua. A detección das respostas ao estrés pódese mellorar mediante o uso de sensores que monitorizan os primeiros signos de enfermidades ou estrés ambiental, como a radiación ultravioleta e a exposición ao ozono.
Os sensores portátiles tamén destacan na monitorización ambiental, avaliando factores como a temperatura do aire, a humidade, a luz e a presenza de pesticidas. Os sensores multimodais en plataformas lixeiras e elásticas recollen datos en tempo real que son fundamentais para comprender os microambientes que inflúen no crecemento das plantas.
Aínda que os sensores portátiles son moi prometedores para a fenotipificación das plantas, tamén se enfrontan a desafíos como a interferencia co crecemento das plantas, interfaces de unión débiles, tipos de sinal limitados e unha pequena cobertura de monitorización. As solucións inclúen materiais lixeiros, brandos, elásticos e transparentes, así como tecnoloxías de unión avanzadas e a integración de múltiples modos de medición.
A medida que a tecnoloxía de sensores portátiles continúa avanzando, espérase que desempeñe un papel fundamental na aceleración da fenotipificación das plantas, proporcionando unha maior comprensión das interaccións planta-ambiente.
Data de publicación: 24 de xullo de 2024