Sensores portátiles: nuevas herramientas de recopilación de datos para el fenotipado de plantas

Para hacer frente a la creciente demanda mundial de alimentos, es necesario mejorar el rendimiento de los cultivos mediante un fenotipado eficiente. El fenotipado basado en imágenes ópticas ha permitido avances significativos en el fitomejoramiento y la gestión de cultivos, pero presenta limitaciones en la resolución espacial y la precisión debido a su enfoque sin contacto.
Los sensores portátiles que utilizan mediciones de contacto ofrecen una alternativa prometedora para la monitorización in situ de los fenotipos de las plantas y su entorno. A pesar de los primeros avances en el crecimiento vegetal y la monitorización del microclima, el potencial de los sensores portátiles para el fenotipado de plantas sigue estando en gran medida desaprovechado.
En julio de 2023, Plant Phenomics publicó un artículo de revisión titulado "Sensores portátiles: Nuevas herramientas de recopilación de datos para el fenotipado de plantas". El objetivo de este artículo es explorar la capacidad de los sensores portátiles para monitorizar diversos factores vegetales y ambientales, destacando su alta resolución, versatilidad y mínima invasividad, a la vez que abordan problemas existentes y ofrecen soluciones.
Los sensores portátiles ofrecen un enfoque revolucionario para el fenotipado de plantas, superando las limitaciones de los métodos tradicionales sin contacto, como la imagen óptica. Ofrecen alta resolución espacial, versatilidad y mínima invasividad, lo que permite medir diversos fenotipos vegetales, como la elongación, la temperatura foliar, la hidratación, el biopotencial y las respuestas al estrés.
Tecnologías innovadoras, como medidores de tensión extensibles y sensores de electrodos flexibles, se adaptan al crecimiento y la morfología de las plantas, lo que facilita el monitoreo in situ en tiempo real.
A diferencia de las imágenes ópticas, los sensores portátiles son menos susceptibles a los factores ambientales y pueden proporcionar datos más precisos. Al monitorear la temperatura y la humedad de las hojas, los sensores portátiles utilizan conectividad inalámbrica y materiales avanzados para proporcionar mediciones fiables y precisas.
Los sensores con electrodos flexibles permiten avances en la medición de biopotenciales, minimizando el daño a las plantas y proporcionando un monitoreo continuo. La detección de las respuestas al estrés puede mejorarse mediante el uso de sensores que monitorizan los primeros signos de enfermedades o estrés ambiental, como la radiación ultravioleta y la exposición al ozono.
Los sensores portátiles también son excelentes para la monitorización ambiental, evaluando factores como la temperatura del aire, la humedad, la luz y la presencia de pesticidas. Los sensores multimodales, montados en plataformas ligeras y flexibles, recopilan datos en tiempo real cruciales para comprender los microambientes que influyen en el crecimiento de las plantas.
Si bien los sensores portátiles son muy prometedores para el fenotipado de plantas, también enfrentan desafíos como la interferencia con el crecimiento vegetal, interfaces de unión débiles, tipos de señal limitados y una cobertura de monitoreo reducida. Las soluciones incluyen materiales ligeros, suaves, elásticos y transparentes, así como tecnologías de unión avanzadas e integración de múltiples modos de medición.
A medida que la tecnología de sensores portátiles continúa avanzando, se espera que desempeñe un papel clave en la aceleración del fenotipado de las plantas, proporcionando una mayor comprensión de las interacciones entre las plantas y el medio ambiente.