Per fer front a la creixent demanda mundial d'aliments, cal millorar el rendiment dels cultius mitjançant una fenotipificació eficient. La fenotipificació basada en imatges òptiques ha permès avenços significatius en la millora vegetal i la gestió de cultius, però s'enfronta a limitacions en la resolució espacial i la precisió a causa del seu enfocament sense contacte.
Els sensors portàtils que utilitzen mesures de contacte ofereixen una alternativa prometedora per al seguiment in situ dels fenotips de les plantes i el seu entorn. Malgrat els primers avenços en el creixement de les plantes i el seguiment del microclima, tot el potencial dels sensors portàtils per a la fenotipificació de les plantes continua sent en gran part inexplorat.
El juliol de 2023, Plant Phenomics va publicar un article de revisió titulat “Wearable Sensors: New Data Collection Tools for Plant Phenotyping” (Sensors portàtils: noves eines de recopilació de dades per a la fenotipificació de plantes). L'objectiu d'aquest article és explorar la capacitat dels sensors portàtils per monitoritzar diversos factors vegetals i ambientals, destacant la seva alta resolució, versatilitat i mínima invasió, alhora que aborda els problemes existents i proporciona solucions.
Els sensors portàtils ofereixen un enfocament revolucionari per a la fenotipificació de plantes, superant les limitacions dels mètodes tradicionals sense contacte com ara les imatges òptiques. Ofereixen una alta resolució espacial, versatilitat i mínima invasió, permetent la mesura de diversos fenotips de plantes com l'elongació, la temperatura de les fulles, la hidratació, el biopotencial i les respostes a l'estrès.
Tecnologies innovadores com ara extensometres estirables i sensors d'elèctrodes flexibles s'adapten al creixement i la morfologia de les plantes, facilitant el monitoratge in situ en temps real.
A diferència de les imatges òptiques, els sensors portàtils són menys susceptibles als factors ambientals i poden proporcionar dades més precises. Quan controlen la temperatura i la humitat de les fulles, els sensors portàtils utilitzen connectivitat sense fil i materials avançats per proporcionar mesures fiables i precises.
Els sensors amb elèctrodes flexibles proporcionen avenços en la mesura de biopotencials, minimitzant els danys a les plantes i proporcionant un seguiment continu. La detecció de les respostes a l'estrès es pot millorar mitjançant l'ús de sensors que controlen els signes precoços de malalties o estrès ambiental, com ara la radiació ultraviolada i l'exposició a l'ozó.
Els sensors portàtils també excel·leixen en la monitorització ambiental, avaluant factors com la temperatura de l'aire, la humitat, la llum i la presència de pesticides. Els sensors multimodals en plataformes lleugeres i extensibles recopilen dades en temps real que són fonamentals per comprendre els microambients que influeixen en el creixement de les plantes.
Tot i que els sensors portàtils són molt prometedors per a la fenotipificació de plantes, també s'enfronten a reptes com ara la interferència amb el creixement de les plantes, interfícies d'unió febles, tipus de senyal limitats i una cobertura de monitorització petita. Les solucions inclouen materials lleugers, tous, elàstics i transparents, així com tecnologies d'unió avançades i la integració de múltiples modes de mesura.
A mesura que la tecnologia de sensors portàtils continua avançant, s'espera que tingui un paper clau en l'acceleració del fenotipatge de les plantes, proporcionant una major comprensió de les interaccions planta-entorn.
Data de publicació: 24 de juliol de 2024