PBJ | 贵州大学/华中师大团队联合撰写可穿戴式传感器在原位与连续监测植物健康方面的研究综述

Plant Biotechnology Journal近日在线发表了贵州大学与华中师范大学团队联合撰写的题为“Wearable sensor supports in-situ and continuous monitoring plant health in precision agriculture era”的综述文章。该文章对可穿戴传感器的特性、技术及其在植物健康信息监测应用等方面的最新研究进展进行了详细阐述和系统总结，为可穿戴传感器在作物管理、资源优化和早期植物健康评估等方面的应用提供了有力的指导和助力。

维持植物健康对提升作物质量、保障粮食安全以及提高农业生产力至关重要。植物健康的波动主要来自于作物的生长环境改变和各种外界胁迫，例如植物病虫害和土地管理实践等。因此在精准农业中，获取精准的植物健康信息，对于优化种植实践和最大化农作物产量有着重要的意义。

基于此，近些年来科学家们，发展了一系列监控植物生理状态的传感器技术，用于监测植物健康、质量和应激反应的关键参数并进行相应的调节，使农民获得足够信息，并由此具备决策能力。其中，电子监测传感器技术，主要涵盖可穿戴技术、电子鼻、声学传感器、生物传感器和光学传感器，已被广泛用于植物健康信息监测。可穿戴传感器技术可直接定位在植物器官上，如茎、叶和果实，将生物信号转换为电信号进行分析，可实现对植物健康、性能和表型相关的特定生理生物标志物的实时和连续跟踪。因此，能够实时捕获和现场检测植物健康信息的可穿戴传感器的发展可为精准农业的可持续发展提供了重要助力。

可穿戴式传感器可大致分为三种类型：监测植物生长变量，监测植物微气候和监测植物胁迫，以分别感知茎叶果实表面的生长因子、气候因子（水分、温度和光照）和胁迫因子（农药、植物激素、挥发性有机化合物和有害气体分子）。近年来，已有大量相关研究被发表，这表明用于原位与连续监测植物健康的可穿戴传感器技术逐渐成熟，并已表现出巨大的应用潜力。

图1 可穿戴植物传感器的基本要素和分类

该综述系统地阐述了可用于原位与连续检测植物健康状况的可穿戴植物传感器的特性、技术和应用，涵盖了基本构件、分类以及表征和制造技术等重要方面，为可穿戴植物传感器的研究提供了一个整体视角，并对可穿戴传感器在监测植物动态过程中的普遍应用进行了详细讨论。尤为重要的是，该文章强调了过去5年可穿戴传感器在作用模式和技术方面的关键突破，并阐明了它在植物健康监测方面的局限性和未来可能的发展轨迹，提出了独到的见解，该综述可为相关技术的发展提供指导。

郝格非教授，刘春荣研究员和李静怡实验员为该论文的共同通讯作者，博士研究生李晓红和李孟召为论文共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金（32125033和32260687）、中央引导地方科技发展基金项目（黔科合中银地（2023）001）和高等学校学科创新引智计划（111计划，D20023）的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1111/pbi.14283

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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