用于高级植物表型分析的可穿戴传感器

为了应对日益增长的全球粮食需求，通过有效的表型分析提高作物产量势在必行。基于光学成像的表型分析在植物育种和作物管理方面取得了显着进展，但由于其非接触式方法而在空间分辨率和准确性方面遇到了限制。

利用接触测量的可穿戴传感器为植物表型及其周围环境的原位监测提供了一种有前景的替代方案。尽管在监测植物生长和微气候方面取得了早期成就，但可穿戴传感器在植物表型分析方面的全部潜力在很大程度上仍未得到开发。

2023 年 7 月，Plant Phenomics 发表了一篇评论文章，题为“可穿戴传感器：新兴的用于植物表型分析的数据收集工具。”本文旨在探索可穿戴传感器的用途。监测各种植物和环境因素的能力，强调其高分辨率、多功能性和微创性，同时解决现有挑战并提出解决方案。

可穿戴传感器为植物表型分析提供了一种变革性方法，克服了光学成像等传统非接触方法的局限性。它们提供高空间分辨率、多功能性和最小侵入性，能够测量各种植物表型，如伸长率、叶温、水合、生物电位和< /span>。应激反应

可拉伸应变传感器和柔性电极传感器等创新技术可适应植物生长和形态，促进实时、原位监测。

与光学成像不同，可穿戴传感器不易受环境因素影响，可提供更精确的数据。在叶子温度和水合作用监测中，可穿戴传感器使用无线通信和先进材料来实现稳健而准确的测量。

灵活的电极传感器在生物电势测量方面取得了进步，可以最大限度地减少植物损伤并实现连续监测。通过监测疾病早期迹象或紫外线辐射和臭氧暴露等环境压力的传感器，可以增强压力反应检测。

可穿戴传感器在环境监测、评估气温、湿度、光线和农药存在等因素方面也表现出色。轻质、可拉伸平台上的多模态传感器收集实时数据，这对于了解影响植物生长的微环境至关重要。

虽然可穿戴传感器在植物表型分析方面前景广阔，但它们也遇到了挑战，例如干扰植物增长、绑定接口弱、信号类型有限、监控覆盖范围小。提出了轻质、柔软、可拉伸和透明材料等解决方案，以及先进的粘合技术和多种传感模式的集成。

随着可穿戴传感器技术的不断发展，预计它将在加速植物表型分析方面发挥关键作用，为植物与环境相互作用提供更深入的见解。