研究者将植物叶片上的水分是否充足，是整棵植株健康的关键。这不仅影响作物的生长和田地的产量，对作物抗虫害、抗干旱能力都有影响。
美国康奈尔大学（Cornell University）的研究组发明了一种纳米感应材料，注入叶片即可实时了解叶面的分水情况。这种技术将对农业用节水的方式有效灌溉作物提供重要的支持，也有助于生物学家培育抗旱作物品种。
“目前测量植物水分的方法要把破坏叶片样品，”这份研究的作者之一贾恩（Piyush Jain）说，“而这种新方法无需损坏植物，即可测量植物实时的水分情况。”
包裹在植物叶片上运输水分的组织木质部外面的叶肉，是植物进行光合作用和水分管理的核心部位。研究人员猜测，缺水的信号就是从叶肉发出，送到植株的其它部位实现水分管理。在叶面和茎干的表面还有气孔，它们的开启和闭合，控制着植物与水蒸气和二氧化碳这类物质交换的速度。
研究人员发明了一种水凝胶，注入叶片后，里面的纳米粒子将填充在叶肉里面的细胞之间。由于水凝胶的吸水性，随着叶片含水情况的变化，水凝胶出现膨胀和收缩的变化。
水凝胶内含有颜料，这种颜料粒子根据互相之间距离的远近，将发出不同波长的萤光。根据对颜料发出的光谱进行测量，研究人员就得到叶片内含水的情况。
这项研究以玉米叶子进行实验。玉米叶子可达一米多长。研究人员向玉米叶子的多处注入凝胶，测量整个叶片以及叶肉内水分梯度分布。利用测量结果开发了一套叶肉反映缺水压力的模型，能够准确预测实地作物的灌溉情况。
研究者估计这项技术在农作物研究、农业生产和制造业等领域都具有商业价值，或有助于生物学家培育出高度节水的作物品种。
这份研究6月1日发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。◇
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来源：大纪元记者张妮编译报导
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