无人机吹肥皂泡帮助花授粉(2020.6.20 iPlants)

2020-07-31 09:41
三农资讯半月报 2020年12期
关键词:肥皂泡气泡花粉

2020年6月20日,iScience杂志在线发表了来自日本科学与技术高等研究院Eijiro Miyako课题组题为“Soap Bubble Pollination”的研究文章。该研究报道了一项可以通过无人机吹肥皂泡将花粉运送到花朵上,实现高效率授粉的方法。

介于该文章的有趣性和重要性,Science杂志在线发表了题为“Drone-delivered soap bubbles could help pollinate flowers”的评论文章。该文章认为这是一项非常酷的方法。

授粉是开花植物生命周期中的关键过程,其中包括自花授粉及借助外力如风和昆虫等授粉。而蜜蜂和其他昆虫的授粉是全球大约四分之三的农作物必不可少的生物过程之一。而杀虫剂等使用及气候变化已导致许多授粉昆虫等生物数量严重下降。所以导致不得不人工授粉,而现有的人工授粉和机器授粉方法有着繁重劳动和花粉成本的上升等缺点。因此,为了实现对农作物的有效和高效授粉,必须开发和设计一种新兴技术以实现自主精密的授粉。

该研究的通讯作者Eijiro Miyako在2017年的时候,通过将马毛粘在玩具无人机的底部,这样马毛会从一朵花上沾上花粉,然后授到另一朵花上。但是,它们发现无人机的螺旋桨会损坏了花朵,同时也缺乏自主控制系统,因此未能实现。

灵感就是该作者与3岁儿子在公园玩吹泡泡的时产生的,他认为可以利用肥皂泡将花粉轻轻传递到花朵上。因此他们测试了各种表面活性剂(形成肥皂泡并形成气泡的洗涤剂),并选择了对发芽影响最小的花粉。然后,在实验室测试中,用带有花粉的气泡轰击了花朵。当气泡破裂时,花粉落在雌蕊上,并长出了花粉管。

之后,该研究使用玩具泡泡枪在三棵树上的花朵上吹含有花粉的泡泡。16天后,所得到的果实与手工授粉的花朵的果实一样好。而在传统上,这个果园和日本其他地方的农民都用羽毛刷对梨和苹果树进行授粉。而使用气泡授粉并羽毛刷所需要的花粉数量少得多,只需0.06mg,而羽毛刷对每朵花施加约1800毫克的花粉。

之后,该研究还将泡沫喷雾器安装到空中无人机上,并对无人机进行编程,使其绕着一排假百合花飞行路线。在尝试了各种速度和高度后,研究发现无人機可用泡沫击中90%的花朵。如果后期通过使用可以识别花朵的无人机,会更好的节约花粉。

综上所示,该研究证明了化学功能化的肥皂泡由于其粘性,柔软性及增强的花粉活性等特性,可将花粉粒有效且方便地递送至目标花上实现高效授粉。

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