土壌水分ポテンシャルセンサー

乾燥地帯では、植物の「水分ストレス」を継続的に監視することが特に重要であり、従来は土壌水分を測定したり、蒸発散モデルを開発して地表蒸発量と植物蒸散量の合計を計算したりすることで行われてきた。しかし、植物が水を必要とするタイミングをより正確に感知する新しい技術によって、水の利用効率を向上させる可能性が秘められている。

研究者たちは、光源に直接当たっている葉を無作為に6枚選び、葉脈や葉縁を避けて葉センサーを取り付けた。そして、5分ごとに測定値を記録した。

この研究は、葉を挟み込むセンサーが植物の水分に関する正確な情報を圃場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供給するシステムの開発につながる可能性がある。

土壌水分量が高水分から萎凋点まで変化するにつれて、葉の厚さの日々の変化は小さく、顕著な変化は観察されなかった。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日間で水分含有量が5%に達すると、葉の厚さは安定した。  葉の電荷蓄積能力を示す静電容量は、暗期にはほぼ一定の最小値を保ち、明期には急速に増加します。これは、静電容量が光合成活動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、静電容量の日周変化は減少し、体積含水率が11%を下回ると完全に停止します。これは、水分ストレスが静電容量に及ぼす影響が、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。

「シートの厚みは風船のようだ—水分補給によって膨張し、水分ストレスや脱水によって収縮する。」簡単に言うと、葉の吸水能力は植物の水分状態と周囲の光量の変化に応じて変化します。したがって、葉の厚さと吸水能力の変化を分析することで、植物内の水分状態、つまり水圧状態を把握することができます。