فریاد گیاهان تشنه با اختراع دانشمند ایرانی به گوش کشاورزان رسید!

دانشمند ایرانی دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه پنسیلوانیا و همکارانش موفق به ساخت سنسوری شده‌اند که با اندازه گیری ضخامت و ظرفیت الکتریک برگ‌ها، زمان بهینه آبیاری گیاه را به کشاورزان اعلام می‌کند.

پایش استرس آب گیاهان که به ویژه در مناطق خشک بسیار مهم است به طور سنتی با اندازه گیری میزان رطوبت خاک یا توسعه مدل های تبخیر و تعرق انجام شده می‌شود که در مجموع تبخیر سطحی زمین و تعرق گیاه را محاسبه می کنند اما استفاده از سیستم پیشرفته ابداعی که مبتنی بر اندازه گیری همزمان ضخامت و ظرفیت الکتریکی برگ است بهره وری مصرف آب را به نحو چشگیری افزایش می‌دهد.

این روش که طی مقاله ای در Transactions of the American Society of Agricultural and Biological Engineers  ارائه شده بر روی یک گیاه گوجه فرنگی در یک گلخانه با دمای ثابت و دوره خاموش – روشن ۱۲ ساعته نور طی ۱۱ روز آزمایش شده است. محیط رشد ترکیبی از کود گیاهی به همراه میزانی آب بود که با حسگر رطوبت خاک اندازه گیری می شد. میزان آب موجود در خاک برای سه روز نخست در سطح نسبتا بالا نگه داشته شد و پس از آن در طول دوره هشت روزه میزان آن کم شد.

محققان شش برگ گیاه را که در معرض منابع نوری مستقیم قرار داشتند به طور تصادفی انتخاب کردند و حسگرهای برگ را با اجتناب از قرار دادن آنها بر آوندهای اصلی و کرانه ها بر آن ها نصب کردند. آنها اندازه گیری ها را بافواصل پنج دقیقه ای ثبت کردند.

تغییر روزانه ضخامت برگ بسیار اندک بود و زمانی که میزان رطوبت خاک از طیف بالا تا نقطه پژمرده شدن بود تغییرات روز به روز مهمی اتفاق نیفتاد. با این حال، تغییر ضخامت برگ ها در سطوح زیر نقطه پژمرده شدن رطوبت خاک، قابل توجه تر بود، تا این که ضخامت برگ در طول دو روز پایانی این آزمایش، زمانی که میزان رطوبت به ۵ درصد رسید دارای ثبات شد.

ظرفیت الکتریکی که توانایی یک گیاه برای ذخیره انرژی، حفظ کردن سفت و سخت ثبات خود در طول دوره های تاریکی که میزان مواد غذایی حداقل است و به سرعت افزایش یافتن آن در دوره های روشنایی را نشان می دهد، حاکی از این است که ظرفیت الکتریکی بازتابی از فعالیت فتوسنتز است. تغییرات روزانه ظرفیت الکتریکی زمانی که رطوبت خاک زیر نقطه پژمرده شدن است کاهش یافت و زیر حجم ۱۱ درصد آب موجود در خاک به طور کامل بازایستاد و این نشان می دهد که تاثیر استرس آب بر ظرفیت الکتریکی از طریق تاثیر آن بر فتوسنتز مشاهده شد.

افضل می گوید: برگ شبیه یک بالون است که با آب رسانی باد می کند و در اثر استرس آب یا کم آبی کوچک می شود. سازوکاری که بین ظرفیت الکتریکی برگ و  آب ارتباط برقرار می کند پیچیده است ولی به طور ساده، ظرفیت الکتریکی برگ در پاسخ به تغییرات در وضعیت آب گیاه و نور محیط تغییر می کند. بنابراین تحلیل ضخامت برگ و تغییرات ظرفیتی، وضعیت آب گیاه را نشان می دهد.

 افضل امیدوار است که این پژوهش به توسعه سیستمی منتهی شود که در آن حسگرهای برگ اطلاعات دقیقی در مورد رطوبت گیاه در یک بخش مرکزی در زمین کشاورزی ارسال می کند و براساس آن در زمان واقعی با سیستم های آبیاری برای آب دادن به محصولات تعامل می کند. او آرایشی را تصور می کند که در آن حسگرها، بخش های مرکزی و سیستم آبیاری، همه بدون وجود سیم با هم ارتباط برقرار می کنند و حسگرها می توانند به طور بی سیم با باتری ها یا سلول های خورشیدی شارژ شوند.

در نهایت تمام جزئیات می توانند توسط یک برنامه در گوشی های هوشمند مدیریت شوند.

افضل که در ایران بزرگ شده خوب می داند که دسترسی به آب سرنوشت کشاورزی را تعیین می کند. در دهه های اخیر رود زاینده رود در شهر مادری او خشک شده و بسیاری از کشاورزان دیگر نمی توانند محصولات معمول را کشت کنند.

وی می گوید: آب در کشور ما یک مشکل بزرگ است و این مساله یک انگیزه بزرگ برای پژوهش من بود.

انتهای پیام