Polyaniline-based sensor for real-time plant growth monitoring

向日葵 精准农业 环境科学 农业工程 植物生长 材料科学 农业 工艺工程 计算机科学 农学 工程类 生态学 生物
作者
Temitope Borode,Danling Wang,Anamika Prasad
出处
期刊:Sensors and Actuators A-physical [Elsevier BV]
卷期号:355: 114319-114319 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.sna.2023.114319
摘要

The need for precision agriculture in today and future farming cannot be overstressed. Recent agriculture is characterized by numerous challenges such as environmental stressors and resource constraints resulting in low crop yield and unsustainable agriculture practices. Understanding plant growth mechanism and growth rate under the external influence is a bedrock towards precision agriculture practices ensuring optimum yield and sustainable utilization of resources. The current study addresses this need by developing and applying an affordable and stable sensor for monitoring plant growth. The sensor was fabricated by in-situ chemical polymerization of aniline on an elastic band substrate by dip coating. The sensor was characterized using optical imaging and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR), calibrated for strain sensing, and its stability was analyzed under cycling loading and temperature variations. When applied to sunflower and soybean stems, the sensor detected a rhythmic growth pattern with higher growth during the dark cycle in sunflower plants but a continuous growth for both the light and dark cycle for soybean. The similarities between growth rate and growth pattern observed on these plants with available information on plant growth indicate the fitness of the sensor for such precision measurement for plant health and suggest a step towards the development of precision sensing capability for agriculture.
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