土壌水分ポテンシャルセンサー

植物の「水ストレス」の継続的なモニタリングは、特に乾燥地域において重要であり、従来は土壌水分の測定や、表面蒸発量と植物の蒸散量の合計を計算する蒸発散量モデルの開発によって行われてきました。しかし、植物への水やりの必要性をより正確に感知する新技術によって、水効率を向上させる可能性が秘められています。

研究者たちは、光源に直接さらされた葉をランダムに6枚選び、主葉脈と葉縁を避けて葉センサーを設置しました。そして、5分ごとに測定値を記録しました。

この研究は、葉の摘み取りセンサーが正確な植物水分情報を畑の中央ユニットに送信し、中央ユニットが灌漑システムとリアルタイムで通信して作物に水をやるシステムの開発につながる可能性があります。

葉の厚さの日々の変化は小さく、土壌水分が高い状態から萎凋点まで上昇しても有意な変化は見られませんでした。しかし、土壌水分が萎凋点を下回ると、葉の厚さの変化はより顕著になり、実験の最後の2日間、水分含量が5%に達して葉の厚さが安定するまで続きました。  葉の電荷蓄積能力を示す静電容量は、暗期にはほぼ一定で最小値を維持し、明期には急激に増加します。これは、静電容量が光合成活性を反映していることを意味します。土壌水分が萎凋点を下回ると、静電容量の日変化は減少し、体積水分が11%を下回ると完全に停止します。これは、水ストレスが静電容量に与える影響が、光合成への影響を通して観察されることを示しています。

「シートの厚さは風船のようだ—水分補給により膨張し、水分ストレスや脱水により収縮する。”簡単に言えば、葉の容量は植物の水分状態と周囲の光の変化に応じて変化します。したがって、葉の厚さと容量の変化を分析することで、植物内の水の状態、つまり圧力井戸の状態を示すことができます。