農民過去始終難以搞清楚作物的耗水量。現在，有了傳感器技術，農民就能準確知道農作物用了多少水。
近日，愛荷華州立大學（ISU）植物科學研究所（PSI）研究團隊已開發出新型石墨烯傳感器，可利用黏在植物葉片上的傳感器實時了解玉米、大豆等植株的耗水量及耗水速度。美國農業部農業與食品研究計畫（AFRI）將在3年內撥款47.2萬美元，讓該團隊能于2019年前在愛荷華州和內布拉斯加州進行初步現場試驗。
據報導，這種新型傳感器能測量葉片表面濕度，實時為農民提供作物耗水情況的可行動信息，而且可望應用于作物管理，乃至于植物育種等領域。
由PatrickSchnable教授領導的ISU植物科學研究所研究團隊，是由植物生物學家、計算機科學家和工程師組成。PSI電子和計算機工程副教授LiangDong在嘗試解決精確測量作物耗水量的挑戰時構想出這種微型又低成本的方案。
Dong打造出對水蒸氣敏感、僅毫米大小的黏合性石墨烯傳感器，來測量有多少水分從作物上蒸發，以判斷作物的耗水量及速度。傳感器內的石墨烯會因濕度呈現不同的電導率。而傳感器的電導率可透過流過電流來測量。
Schnable表示，就像水銀溫度計一樣，電導率的變化可作為水分測量儀。隨著溫度升高，汞會根據相應的溫度標度膨脹升高，而附著在作物上的傳感器能以類似方式讀取流失的水分。
有根電線會從傳感器通向位于莖稈或植物底部的小盒子。盒子將電流轉換成數據。Schnable和Dong計劃嘗試使用不同的Wi-Fi方法將數據傳輸到云端。Dong表示，外部濕度不會影響傳感器的性能。而傳感器的敏感材料面向葉片，因此會被膠帶保護而不受灰塵影響。
這款傳感器的最初用途，為讓植物育種者在不同作物品種和雜交種中測量耐旱性。但Schnable已發現這種傳感器的最大潛在用途。Schnable表示，農民將能利用這種傳感器進行水管理決策。
例如，可將這種傳感器裝在一個中樞灌概系統范圍內的多株作物上。葉子上的信息將被傳輸到數據分析器，再與中樞灌概系統通訊，告知它要在農地的哪里個部分澆多少水。這種傳感器幾乎可用于任何作物，設定上幾乎不必花多少時間。把盒子設定好，再像貼膠帶一樣把傳感器黏在作物葉子上，過程很簡單。
ISU農學家及土壤科學教授MichaelCastellano和WilliamT.Frankenberger將與Dong和Schnable合作指導該測試。該團隊希望到2020年將傳感器商業化。ISU研究基金會已申請該傳感器的專利。
Dong表示，這款可穿戴式植物傳感器技術能徹底改變農業用水的管理方法，并加速種植耐旱作物的過程。
