مستشعر جهد الماء في التربة

يُعدّ الرصد المستمر لـ"إجهاد الماء" لدى النباتات ذا أهمية بالغة، لا سيما في المناطق الجافة، وقد جرت العادة على قياس رطوبة التربة أو تطوير نماذج النتح والتبخر لحساب مجموع التبخر السطحي ونتح النبات. إلا أن هناك إمكانية لتحسين كفاءة استخدام المياه من خلال تقنيات جديدة تستشعر بدقة أكبر حاجة النباتات للري.

قام الباحثون باختيار ست أوراق عشوائياً كانت معرضة مباشرة لمصدر الضوء، وقاموا بتركيب مجسات ورقية عليها، مع تجنب العروق الرئيسية والحواف. وسجلوا القياسات كل خمس دقائق.

قد يؤدي هذا البحث إلى تطوير نظام تقوم فيه أجهزة استشعار قرص الأوراق بإرسال معلومات دقيقة عن رطوبة النبات إلى وحدة مركزية في الحقل، والتي بدورها تتواصل في الوقت الفعلي مع نظام الري لري المحاصيل.

كانت التغيرات اليومية في سُمك الأوراق طفيفة، ولم تُلاحظ تغيرات يومية ملحوظة مع انتقال مستويات رطوبة التربة من مستوى عالٍ إلى مستوى الذبول. ومع ذلك، عندما كانت رطوبة التربة أقل من مستوى الذبول، كان التغير في سُمك الأوراق أكثر وضوحًا حتى استقر سُمك الأوراق خلال اليومين الأخيرين من التجربة عندما بلغ محتوى الرطوبة 5%.  تظل السعة الكهربائية، التي تقيس قدرة الورقة على تخزين الشحنة، ثابتة تقريبًا عند أدنى مستوى لها خلال فترات الظلام، وتزداد بسرعة خلال فترات الضوء. وهذا يعني أن السعة تعكس نشاط عملية التمثيل الضوئي. عندما تكون رطوبة التربة أقل من نقطة الذبول، يتناقص التغير اليومي في السعة ويتوقف تمامًا عندما تنخفض رطوبة التربة الحجمية إلى أقل من 11%، مما يشير إلى أن تأثير الإجهاد المائي على السعة يُلاحظ من خلال تأثيره على عملية التمثيل الضوئي.

"سمك الصفيحة يشبه البالون—يتمدد بسبب الترطيب وينكمش بسبب نقص الماء أو الجفاف،"ببساطة، تتغير سعة الورقة بتغير حالة الماء في النبات والإضاءة المحيطة. لذا، يمكن لتحليل سمك الورقة والتغيرات في سعتها أن يشير إلى حالة الماء في النبات - أي مستوى ضغط الماء.