给植物戴上“健康手环”，浙江科学家解锁瓜果蔬菜的美味“密码”

当年轻人还在为了养生，每天盯着“智能手表”查看心率和血压、为数据闭环而跑步锻炼的时候，在浙江，就连小番茄和四季豆的“心跳”，也正被相似的“健康手环”记录、联网、分析……

不会说话的植物究竟“渴不渴”？是否需要晒晒太阳？还是需要更多的肥料？通过中国计量大学教授徐沛课题组研发的植物手环，可以清楚地获知答案。日前，相关成果刊发于国际学术期刊《植物通讯》（Plant Communications）。

在这项新技术的加持下，也许未来，人均可以成为“种植大师”，一键读懂花草的“心声”，解锁瓜果蔬菜的美味“密码”。

佩戴植物手环的番茄成株 受访对象供图

为瓜果蔬菜带上“健康手环”

近日，潮新闻记者来到了位于杭州市钱塘区的共富农场。在这里，徐沛团队刚播种的小番茄苗、豆苗正迎着春光，长出郁郁葱葱的绿枝叶，眼前是一片翠绿饱满的景象。

现代科技正改变农业“日出而作，日落而息”的传统生产方式。

每周，科研人员们最多只需要来“现场看护”一次。更多的时候，种植则是一场“旅行青蛙”式的远程操控——

课题组成员、中量大生命科学学院副教授吕晨泽告诉记者，通过团队研发的植物可穿戴传感器（PlantRing），在距离农场十几公里外的学校实验室里，大家就能将植物的生长情况“全盘掌握”。

吕晨泽（右一）和学生为植物安装手环 记者 姚群/摄

只见他拿出一条黑白相间的“手环”，套在一株小苗的茎部。“这是把十足精细并且时刻更新数据的‘腰围尺’，” 吕晨泽介绍，“当茎部直径产生细微的变化，‘手环’就会感知并转变为不同的电信号。”

随后，他指向一个火柴盒般大小的绿盒子，“电信号会传输到这个防水的数据采集器里再发送到云服务器终端。最后，我们就能在电脑上看到这些微妙的数据变化。”

发现让果实更甜美的“秘密”

相较人类世界，植物王国的“智能手表”功能甚至“更强大”。

比如，感应环平均每三分钟就进行一次“测量”。“和肉眼相比，它能感受出10微米以下的大小差别，相当于一根头发丝直径的十分之一。” 吕晨泽表示。

“一套传感器，可以续航3个月以上。没有电量焦虑，而且它挂在枝头上也可以充电。”此外，经过大雨、大风、日晒测试，即便在台风季，绑着“手环”的植物茎秆也能随风摇曳“稳定发挥”。

佩戴植物手环的番茄成株 受访对象供图

去年，团队还为小番茄苗开展了一次“生长竞赛”，发现了让果实更甜美的“秘密”。

在同样的生长环境下，科研人员设置了三种不同的浇水方式。一组小番茄苗无论是否“饥渴”，接受每日浇水；一组通过测量土壤水分来灌溉；最后一组，则佩戴植物手环，每隔三天分析植物本体数据后再判断是否给水。

“我们的测试正好证明了园艺学界的一个理念—逆境出品质。”吕晨泽笑道。

当可以高精度了解植物的生长情况时，团队会在小番茄微微缺水的情况下浇水，使其积累更多的糖分。“把握好那个刚刚好的尺度，最终，我们相较其他两组仅用1/3的浇水量，就培养出了更甜、品质更高的小番茄。”

跨学科合作让农业告别“看天吃饭”

目前，植物手环的感应数据以水分分配为主，未来，它还将进一步优化升级，在精准施肥、植物品种选育等方面发挥更大的作用。

“裂果是困扰番茄种植的顽疾，”吕晨泽举例，“解决这个问题的一个传统思路是让果皮变厚，但太厚的果皮一定影响口感。”

“我们的监测数据揭示，水分分布不均是裂果‘罪魁祸首’。”也就是说，若能及时预警，或提前筛选水分分配均衡的品种，果实就可以既保持果皮薄脆口感，又能有效减少裂果的产生。

很难想象，这位对种植知识介绍得头头是道的专家，曾经最大的难题是让实验产品“活下来”。在加入该团队前，吕晨泽一直深耕传感器研发，但从未接触过农业。

中国计量大学生命科学研究院徐沛课题组团队合影

“我们是个跨学科协作的团队，在此之前，农业专家可能会在保持数据稳定、改良材料制备工艺方面遇到瓶颈，”他介绍，“就像2017年，团队负责人、植物学专家徐沛，就在国家级人才研修班和清华大学材料学专家张莹莹‘一拍即合’。技术互补之后，跨学科合作给大家带来了惊喜。”

今年，中央一号文件提出“发展农业新质生产力”，同时明确，要推进农业科技力量协同攻关。

课题组也正和清华大学、浙江省农科院、江苏淮安农科院以及托普云农等农业企业积极合作，将手环“戴”上更多植物，通过电波汇成数字河流，灌溉农业未来。

告别“看天吃饭”，吕晨泽表示，希望通过科技支持，减少农业中的玄学与侥幸，“通过我们的努力科学计量农产品生长，用数据酿造出更多的丰收和甜蜜。”