مستشعر جهد مياه التربة

تُعد المراقبة المستمرة لإجهاد النباتات المائي أمرًا بالغ الأهمية في المناطق الجافة، وقد جرت العادة على قياس رطوبة التربة أو تطوير نماذج التبخر والنتح لحساب مجموع التبخر السطحي ونتح النباتات. ولكن هناك إمكانية لتحسين كفاءة استخدام المياه من خلال تقنية جديدة تستشعر بدقة أكبر حاجة النباتات للري.

اختار الباحثون عشوائيًا ست أوراق مُعرَّضة مباشرةً لمصدر الضوء، وركَّبوا عليها مُستشعراتٍ للأوراق، مُتجنَّبين العروق والحواف الرئيسية. وسجَّلوا القياسات كل خمس دقائق.

يمكن أن يؤدي هذا البحث إلى تطوير نظام حيث ترسل أجهزة استشعار ضغط الأوراق معلومات دقيقة عن رطوبة النبات إلى وحدة مركزية في الحقل، والتي تتواصل بعد ذلك في الوقت الحقيقي مع نظام الري لري المحاصيل.

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

"سمك الورقة مثل البالون—يتمدد بسبب الترطيب وينكمش بسبب الإجهاد المائي أو الجفاف،”ببساطة، تتغير سعة الأوراق بتغير حالة الماء في النبات والإضاءة المحيطة. وبالتالي، فإن تحليل سُمك الأوراق وتغيرات سعتها يُشير إلى حالة الماء في النبات - بئر ضغط.