Os cientistas há muito que procuram novas formas de monitorizar continuamente como as mudanças na disponibilidade de água afectam as plantas. Os métodos tradicionais de medição do potencial hídrico, um indicador-chave do estresse hídrico das plantas, exigem amostragem invasiva que danifica os tecidos. Agora os pesquisadores desenvolveram instrumentos totalmente de código aberto capazes de rastrear o status da água da planta com alta frequência sem precedentes e precisão não destrutiva. O desenvolvimento, realizado no USDA, foi publicado em AoB PLANTS.
Os dendrômetros são sensores que medem as mudanças radiais do caule impulsionadas pela dinâmica da água da planta. A maioria dos projetos existentes tem limitações para monitoramento contínuo de longo prazo. No entanto, uma equipe liderada por Sean Gleason criou um novo dendrômetro de contato que supera esses problemas. Ao combinar dados dendrômetros com medições periódicas convencionais do potencial hídrico, seu dispositivo pode estimar o potencial hídrico a cada minuto ou menos, com perturbação mínima nos tecidos vegetais que exibem pouco ou nenhum crescimento secundário (pecíolos, caules de monocotiledôneas).
O objetivo deste estudo não foi confirmar a relação já relatada entre a variação do diâmetro e o potencial hídrico, mas sim descrever o desenvolvimento de um sensor de baixo custo que possibilitasse a medição de diâmetros em alta resolução a qualquer pessoa que necessitasse de dados de diâmetro, bem como de características que pudessem ser derivadas desses dados. Assim, o sensor, o software e as ferramentas de análise necessários para coletar e interpretar essas medições precisavam ser totalmente de código aberto, gratuitos ou de baixo custo e fáceis de construir, modificar e compartilhar com outros.
Gleason et al. 2024
Em testes de laboratório, os pesquisadores testaram ambos os dendrômetros em girassol e milho durante ciclos simulados de secagem e irrigação. O sensor de contato é fixado diretamente nos caules das plantas, enquanto a versão óptica utiliza uma técnica sem toque. Notavelmente, os dois métodos mostraram concordância muito próxima entre si e com leituras diretas de potencial hídrico. Eles detectaram diferenças sutis de 50 kPa correspondentes a pequenas mudanças na transpiração, pressão de vapor e níveis de umidade do solo.
Para demonstrar o uso no mundo real, a equipe implantou o dendrômetro de contato no sumagre (Rhus typhina) filiais em ambiente externo por uma semana. Ele registrou continuamente flutuações naturais no diâmetro dos ramos, impulsionadas pelo estado da água da planta.
Duas vantagens principais de usar este novo dendrômetro para quantificar o potencial da água são sua alta frequência de amostragem temporal, medindo em segundos, e a capacidade de coletar amostras em vários pontos na mesma planta ou órgão. Além disso, todos os projetos de hardware, software e instruções são publicados abertamente para que qualquer pessoa possa replicar e melhorar o projeto.
Ser capaz de monitorar as relações hídricas das plantas com tanta frequência e de forma não invasiva abre novas oportunidades para pesquisa. Os cientistas podem obter conhecimentos mais profundos sobre as respostas fisiológicas sob condições estressantes, e os produtores podem encontrar formas de gerir a irrigação de forma mais sustentável, monitorizando com precisão as necessidades de água das culturas. Com o código aberto garantindo a acessibilidade, estes novos dendrômetros têm o potencial de avançar na nossa compreensão e gestão das relações hídricas das plantas em todo o mundo, oferecendo uma ferramenta revolucionária tanto para a pesquisa quanto para a agricultura sustentável.
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Gleason S., Stewart J., Allen B., Polutchko K., McMahon J., Spitzer D. e Barnard D. (2024). “Desenvolvimento e aplicação de um dendrômetro de baixo custo e código aberto para detecção do potencial hídrico do xilema e do crescimento radial do caule com alta resolução espacial e temporal." AoB PLANTSDisponível em: https://doi.org/10.1093/aobpla/plae009
