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葉綠素螢光感測器之開發

資料來源:農委會
所屬地區:台灣

農作物不良環境的早期偵測,是精緻化栽培管理之重要工作,農委會農業試驗所新近研發出可長期監測及增加逆境偵測範圍之葉綠素螢光感測器,可結合溫室自動化系統,擴大運用範圍,也可針對重金屬污染進行偵測,篩選可疑田區,在環境控制及環保議題上皆有應用發展潛力。
農試所指出,太陽光照射在作物葉片上會有螢光產生,雖然亮度非常微弱,但卻是植物生長狀態偵斷上很好的指標。植物生長逆境種類甚多,傷害也不盡相同,在逆境種類及受害程度的判別,必須藉助多種儀器,而葉片螢光釋放可偵測的逆境範圍甚廣,同時對於環境改變極為敏感,可整合成具多功能逆境偵測的感測器。
葉綠素螢光的運用範圍自顯微鏡視野到整個田區影像皆可涵蓋,但基本上應以需求及成本作考量。目前市場上已有銷售手持式螢光偵測儀器,但缺乏具有長期監測的功能。農業試驗所所研發之感測器,除可長期監測及增加逆境偵測範圍外,並且可與溫室自動化作結合,擴大運用的範圍,也可針對重金屬污染進行偵測,以葉片螢光釋出量篩選可疑田區,加速污染田區偵測速度及範圍。
目前田間管理及逆境監測已朝向遙測方式發展,而葉片所發出螢光屬於自發性訊號,可避免干擾因子,但螢光在遙測上需克服訊號過於微弱的問題,由於螢光光強約為太陽光的10-9倍,必須增強感測器的敏感度,目前利用雷射誘發螢光(laser-induced fluorescence ; LIF)是逐漸成熟的技術,雷射光源可提供高光且極易與螢光區分,同時波長選擇較有彈性,是利用於螢光遙測上極佳的工具。
連絡人:農業試驗所農工組 姚銘輝 副研究員
電話:(04)23302301轉709
圖1. 感測器偵測過程之示意圖。
1、示波器;2、控制面板;3、鹵素燈(飽和光源);4、隔熱濾片;
5、5.635nm濾片;6、735nm濾片;7、光纖;8-9、發光二極體燈泡;10、待測葉片。
圖2. 感測器實圖。

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