Gắn cảm biến trên lá giúp người nông dân biết khi nào cây trồng thiếu nước

Trong một bằng chứng nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tại Đại học Penn State đã đánh giá chi tiết khả năng của cảm biến gắn vào cây của họ, cái mà có thể đo độ dày của lá và đo điện dung, có thể tiết lộ khi nào cây khô và cần tưới nước.

Các cảm biến gắn trên lá này có thể giúp người nông dân giữ cây trồng của họ đủ nước mà không lãng phí.

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra cảm biến trên các cây cà chua đang lớn trong một môi trường được kiểm soát. Họ đã sử dụng một cảm biến độ ẩm đất để theo dõi độ bão hòa của hỗn hợp đất than bùn. Khi hỗn hợp đất than bùn được để cho khô nước, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy các số liệu thay đổi từ cảm biến lá.

Bằng cách đo tác động của việc cung cấp nước giảm xuống qua độ dày và điện dung của lá, các nhà nghiên cứu đã có thể phát triển một thuật toán để dự đoán khi nào cây khát nước.

Nhà nghiên cứu Amin Afzal, một nghiên cứu sinh tiến sĩ về khoa học thực vật tại Penn State, cho biết: "Độ dày của lá giống như một quả bóng - nó phình lên bởi sự hydrat hóa và co lại do mất nước". “Cơ chế đằng sau mối quan hệ giữa điện dung của lá và trạng thái nước rất phức tạp."

Afzal nói: "Đơn giản chỉ cần đặt điện dung của lá thay đổi để đáp ứng sự thay đổi trong trạng thái nước của cây trồng và ánh sáng xung quanh. "Vì vậy, việc phân tích độ dày của lá và sự biến thiên của điện dung cho biết trạng thái nước của cây trồng."

Afzal - người đã mô tả cảm biến trong một bài báo đăng trên tạp chí Transactions of the ASABE tuần này - tin rằng bộ cảm biến của ông có thể cung cấp thông tin về trạng thái nước cho một hệ thống tưới tiêu.

Một máy tính trung tâm với phần mềm thông minh có thể sử dụng thông tin thu thập được để quyết định khi nào và ở đâu để triển khai tưới nước, ông nói. Cuối cùng, tất cả các thông tin có thể được cung cấp không dây và cảm biến có thể được cung cấp bởi các tấm pin năng lượng mặt trời.

“Tôi tin rằng các cảm biến này có thể cải thiện hiệu quả sử dụng nước một cách đáng kể ", Ông Sjoerd Duiker, giáo sư quản lý đất đai của ĐH Penn State cho biết. ”Sự khan hiếm nước là một vấn đề địa chính trị rất lớn, vì nông nghiệp chiếm 70% lượng nước ngọt sử dụng trên thế giới. Các cải tiến trong việc tăng hiệu quả sử dụng nước sẽ rất cần thiết.“