當年輕人還在為了養生，每天盯著“智能手表”查看心率和血壓、為數據閉環而跑步鍛煉的時候，在浙江，就連小番茄和四季豆的“心跳”，也正被相似的“健康手環”記錄、聯網、分析……

不會說話的植物究竟“渴不渴”？是否需要曬曬太陽？還是需要更多的肥料？通過中國計量大學教授徐沛課題組研發的植物手環，可以清楚地獲知答案。日前，相關成果刊發于國際學術期刊《植物通訊》（Plant Communications）。

在這項新技術的加持下，也許未來，人均可以成為“種植大師”，一鍵讀懂花草的“心聲”，解鎖瓜果蔬菜的美味“密碼”。

佩戴植物手環的番茄成株 受訪對象供圖

為瓜果蔬菜帶上“健康手環”

近日，潮新聞記者來到了位于杭州市錢塘區的共富農場。在這里，徐沛團隊剛播種的小番茄苗、豆苗正迎著春光，長出郁郁蔥蔥的綠枝葉，眼前是一片翠綠飽滿的景象。

現代科技正改變農業“日出而作，日落而息”的傳統生產方式。

每周，科研人員們最多只需要來“現場看護”一次。更多的時候，種植則是一場“旅行青蛙”式的遠程操控——

課題組成員、中量大生命科學學院副教授呂晨澤告訴記者，通過團隊研發的植物可穿戴傳感器（PlantRing），在距離農場十幾公里外的學校實驗室里，大家就能將植物的生長情況“全盤掌握”。

只見他拿出一條黑白相間的“手環”，套在一株小苗的莖部。“這是把十足精細并且時刻更新數據的‘腰圍尺’，” 呂晨澤介紹，“當莖部直徑產生細微的變化，‘手環’就會感知并轉變為不同的電信號。”

隨后，他指向一個火柴盒般大小的綠盒子，“電信號會傳輸到這個防水的數據采集器里再發送到云服務器終端。最后，我們就能在電腦上看到這些微妙的數據變化。”

發現讓果實更甜美的“秘密”

相較人類世界，植物王國的“智能手表”功能甚至“更強大”。

比如，感應環平均每三分鐘就進行一次“測量”。“和肉眼相比，它能感受出10微米以下的大小差別，相當于一根頭發絲直徑的十分之一。” 呂晨澤表示。

“一套傳感器，可以續航3個月以上。沒有電量焦慮，而且它掛在枝頭上也可以充電。”此外，經過大雨、大風、日曬測試，即便在臺風季，綁著“手環”的植物莖稈也能隨風搖曳“穩定發揮”。

佩戴植物手環的番茄成株 受訪對象供圖

去年，團隊還為小番茄苗開展了一次“生長競賽”，發現了讓果實更甜美的“秘密”。

在同樣的生長環境下，科研人員設置了三種不同的澆水方式。一組小番茄苗無論是否“饑渴”，接受每日澆水；一組通過測量土壤水分來灌溉；最后一組，則佩戴植物手環，每隔三天分析植物本體數據后再判斷是否給水。

“我們的測試正好證明了園藝學界的一個理念—逆境出品質。”呂晨澤笑道。

當可以高精度了解植物的生長情況時，團隊會在小番茄微微缺水的情況下澆水，使其積累更多的糖分。“把握好那個剛剛好的尺度，最終，我們相較其他兩組僅用1/3的澆水量，就培養出了更甜、品質更高的小番茄。”

跨學科合作讓農業告別“看天吃飯”

目前，植物手環的感應數據以水分分配為主，未來，它還將進一步優化升級，在精準施肥、植物品種選育等方面發揮更大的作用。

“裂果是困擾番茄種植的頑疾，”呂晨澤舉例，“解決這個問題的一個傳統思路是讓果皮變厚，但太厚的果皮一定影響口感。”

“我們的監測數據揭示，水分分布不均是裂果‘罪魁禍首’。”也就是說，若能及時預警，或提前篩選水分分配均衡的品種，果實就可以既保持果皮薄脆口感，又能有效減少裂果的產生。

很難想象，這位對種植知識介紹得頭頭是道的專家，曾經最大的難題是讓實驗產品“活下來”。在加入該團隊前，呂晨澤一直深耕傳感器研發，但從未接觸過農業。

“我們是個跨學科協作的團隊，在此之前，農業專家可能會在保持數據穩定、改良材料制備工藝方面遇到瓶頸，”他介紹，“就像2017年，團隊負責人、植物學專家徐沛，就在國家級人才研修班和清華大學材料學專家張瑩瑩‘一拍即合’。技術互補之后，跨學科合作給大家帶來了驚喜。”

今年，中央一號文件提出“發展農業新質生產力”，同時明確，要推進農業科技力量協同攻關。

課題組也正和清華大學、浙江省農科院、江蘇淮安農科院以及托普云農等農業企業積極合作，將手環“戴”上更多植物，通過電波匯成數字河流，灌溉農業未來。

告別“看天吃飯”，呂晨澤表示，希望通過科技支持，減少農業中的玄學與僥幸，“通過我們的努力科學計量農產品生長，用數據釀造出更多的豐收和甜蜜。”

來源: 潮新聞

內容資源由項目單位提供