Analyse der physiologischen Reaktionen von Pflanzen basierend auf Veränderungen der Blattfarbe durch die Entwicklung und den Einsatz eines drahtlosen Pflanzensensors

Optische Sensoren wurden verwendet, um die physiologischen Reaktionen von Pflanzen nicht-invasiv und in Echtzeit zu überwachen. In dieser Studie haben wir einen kostengünstigen Pflanzensensor entwickelt, der eine spektroskopische Messung bei acht Wellenlängen im sichtbaren Bereich durchführte. Der Sensorkopf des Systems wurde direkt an der Unterseite des Blattes befestigt, wodurch das Licht nicht blockiert wurde und Korrekturarbeiten aufgrund des konstanten Abstands zwischen Sensorkopf und Probe entfallen konnten. Die gesammelten Daten wurden über ein Netzwerk in der Cloud geteilt, was eine Fernüberwachung ermöglichte. Die Eigenschaften des Pflanzensensors als spektralem Photometer wurden validiert, wobei auch die Hauptwellenlängen gute Korrelationen mit denen eines herkömmlichen Spektrometers zeigten. Die Reflexion bei 620 nm in diesem Sensor detektierte den Pflanzenalterungsindikator Chlorophyll, und 550 nm detektierten den Stressindikator Xanthophyll. Im Feldtest wurden diese physiologischen Reaktionen der Pflanzen, saisonale Blattfarbenänderungen und Umweltstress fernüberwacht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die neuartige spektroskopische Messung von der Unterseite des Blattes eine effektive Möglichkeit ist, um genaue und stabile Messungen des Pflanzenblattes zu realisieren. Der Pflanzensensor kann ein leistungsfähiges Werkzeug im Bereich der Landwirtschaft und ökologischen Studien sein, indem er simultane, multipoint- und Fernüberwachung zu geringen Kosten ermöglicht. • Ein kleiner Sensor, sicher an der Unterseite der Pflanzen befestigt, wurde für spektroskopische Messungen entwickelt. • Diese Methode erleichtert die Fernüberwachung der physiologischen Reaktionen von Pflanzen in Echtzeit. • Langzeitbeobachtungen können Farbänderungen und Umweltstress aus der Ferne erkennen.