日本發明可裝在植物葉子底部的感測器，幫助農民更有效監控植物細小變化
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2025-02-14
近期隨著氣候變遷與人口過剩的多重挑戰，農業上迫切需要提高生產力，極端天氣如熱浪、暴雨與乾旱等自然災害會對植物造成環境緊迫壓力，造成作物產量降低，威脅農田、森林等生物多樣性的安定。為了輕鬆監測植物狀況，日本東北大學近期開發一種可安裝在葉子上的感測器，該技術可幫助農民提高作物產量與進行作物栽培管理，滿足民眾的糧食需求。
目前精確監測植物科技，雖然可利用無人機等設備從工廠上方進行監測，但只能較大方向的表面資料，而其他小型感測器也需要現場人員手動安裝並檢查每個感測器。為了持續監控作物細小變化，研究人員開發一種可直接附著在葉子底部的新型感測器，不干擾植物陽光吸收。這種設備藉由光譜感測器和光源來測量葉子顏色，且可追蹤作物在同一地點隨時間的變化。感測器具有Wi-Fi數據傳輸與防水功能，可在戶外一個多月持續工作，有效延長數據收集時間，並即時提供植物細小變化數據，替沒有時間手動檢查每棵植物的農民節省大量時間。
在利用30種不同植物、約90片葉子測試下，與商業用光譜儀相比，感測器在8個波長中的其中7個都達到高精準度，特別是在620nm波長下的測量結果與專業葉綠素計相似，且在550nm波長下感測器讀數變化與植物所承受的壓力反應相符，可與常用的光化學反射指數(Photochemical Reflectance Index, PRI)表現相互對照。另外在現實戶外試驗測試下，將感測器裝在樺樹葉上，追蹤在秋季、落葉季與兩週內的樹葉顏色變化，並可藉由設備觀察到植物反應隨陽光強度的波動變化以及葉綠素減少。透過這種高效能的感測技術，可為大規模植物健康網路健康的建置提供更多的可能性，該項技術不僅可適用於智慧農業生產，也可應用於森林植被健康研究等多項領域，代表農業生產管理朝更精準及有效率的方向持續邁進，為農業科技發展注入更多活力，並為解決全球糧食安全問題提供有力支撐。【延伸閱讀】-讓植物說話-科學家發明感測器即時監測植物體內變化
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