Anonim

Leaf-zapping sensorer vet når planter trenger vann

Vitenskap

Ben Coxworth

11. november 2017

En illustrasjon som viser hvordan en av sensorene kan distribueres på tvers av en individuell stomata (Kreditt: Betsy Skrip)

For bønder, jo tidligere vet de at deres avlinger trenger vann, desto bedre - de kan ikke vente til plantene synker visuelt. Med dette i bakhodet har MIT-forskere ledet av prof. Michael Strano utviklet en ny type sensor som er trykt direkte på plantens blad.

Planter har små porer i bladene deres kjent som stomata, som åpner om dagen og nærmer seg om natten. Mens de åpnes, tillater de vann å fordampe fra anlegget. Dette fører til at vanntrykket i anlegget faller, noe som igjen gjør at planten trekker mer vann opp fra jorda, gjennom røttene.

I tilfelle av fredsliljaene som ble testet, tar stomata vanligvis ca. syv minutter å åpne etter eksponering for lys og 53 minutter for å lukke når mørket faller - det er hvis planten har nok vann. Hvis anlegget er fratatt vann, øker åpningstiden til et gjennomsnitt på 25 minutter, mens sluttidspunktet blir redusert til 45 minutter.

Det er der sensoren kommer inn.

Det er laget av en elektrisk ledende blekk som inneholder karbon nanorør, og er trykt over en enkelt stomata for å danne en elektrisk krets. Mens stomata er stengt, er kretsen intakt, og strømmen kan strømme uhindret. Når det er åpnet, er kretsen imidlertid ødelagt, og strømmen kan ikke lenger strømme.

Forskerne fant at etter å ha overvåket sensoren i to dager - ved hjelp av en strømmåler kjent som et multimeter - kunne de avgjøre hvorvidt en plante opplevde vannspenning, basert på hvor lenge det tok stomata å åpne og lukke.

"Dette synes å være den tidligste indikatoren for tørke som vi har for landbruksapplikasjoner, " sier Strano. "Det er vanskelig å få denne informasjonen på en annen måte. Du kan sette sensorer i jorden, eller du kan gjøre satellittbilder og kartlegging, men du vet aldri hva en bestemt plante oppdager som vannpotensialet. "

MIT ser nå på å kommersialisere teknologien, som i siste instans kan ta form av et klistremerke som kan brukes på blader.

Et papir om forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet Lab on a Chip .

Kilde: MIT

En illustrasjon som viser hvordan en av sensorene kan distribueres på tvers av en individuell stomata (Kreditt: Betsy Skrip)

Anbefalt Redaksjonens