新加坡-麻省理工学院研究和技术联盟 便携式叶片式拉曼传感器用于检测叶类蔬菜的营养胁迫
学分:新加坡-麻省理工学院研究和技术联盟 新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟(SMART)、麻省理工学院在新加坡的研究机构和淡马锡生命科学实验室(TLL)的破坏性和可持续农业精密技术跨学科研究小组(IRG)的研究人员设计了一种便携式光学传感器，可以监测植物是否处于压力之下
该设备为农民和植物科学家提供了一种新的工具，用于在田间条件下对植物健康进行早期诊断和实时监测
精准农业是通过可持续农业实践解决日益严重的粮食不安全问题的重要战略，但它需要新技术，以便在出现明显症状和随后的产量损失之前快速诊断植物压力
斯玛特公司的新型便携式拉曼叶片式传感器是精准农业中的一种有用工具，可以对植物中的氮缺乏症进行早期诊断，这种氮缺乏症可能与叶片过早退化和产量损失有关
在《科学报告》上发表的一篇题为“用于快速检测植物胁迫的便携式拉曼叶片式传感器”的论文中，SMART DiSTAP和TLL科学家解释了他们是如何设计、构建和测试叶片式传感器的，这种叶片式传感器允许光学传感器探测叶片化学物质并建立胁迫状态
“我们的发现表明，在全光照生长条件下使用便携式叶片式拉曼传感器进行的体内测量，与实验室条件下使用台式拉曼光谱仪对叶片切片进行的测量是一致的，”麻省理工学院教授拉杰夫·拉姆说，他是该论文的合著者，也是DiSTAP的首席研究员
“我们证明，使用便携式传感器可以对活体植物中的氮缺乏症进行早期诊断，氮缺乏症是一种重要的营养物质，也是肥料中最重要的成分
" 虽然这项研究主要着眼于测量植物中的氮水平，但该设备也可用于检测其他植物胁迫表型的水平，如干旱、热和冷胁迫、盐胁迫和光胁迫
这些叶片式拉曼探针可以检测到各种各样的植物应激源，其简单性和快速性使其成为农民田间使用的理想选择，以确保作物健康
“虽然我们一直专注于使用叶夹传感器对氮缺乏症进行早期和特定的诊断，但我们能够从其他代谢物中测量出峰值，这些代谢物在流行的蔬菜中也有清晰的观察到，如开兰、莴苣、菜心、小白菜和菠菜，”博士说
钟·黄浩，该论文的第一作者之一，伦敦大学学院博士后研究员
该团队相信，他们的发现可以帮助农民最大限度地提高作物产量，同时确保对环境的负面影响最小，包括通过减少氮径流和渗入地下水位来最大限度地减少对水生生态系统的污染
“该传感器在多种蔬菜品种上进行了演示，并支持生产营养、低成本蔬菜的努力，这是新加坡30对30计划的一部分，”DiSTAP的首席研究员、TLL的副主席、该研究的主要作者之一蔡南海教授说
“将这项工作扩大到更广泛的作物种类，可能有助于在全球范围内提高作物产量，增强气候复原力，并通过减少化肥使用来减轻环境污染
" 便携式拉曼系统是与当地公司泰克思佩克私人有限公司合作设计的
叶片式拉曼传感器由一个三维印刷的夹子组成，夹子围绕着一个基于光纤的拉曼探针组件
医生
希尔皮·古普塔是DiSTAP的博士后助理，也是这篇论文的第一作者
DiSTAP的科学主管加延德拉·普拉塔普·辛格也是这篇文章的合著者
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