Sebagai contoh, anggur yang ditanam untuk varietas cabernet dan merlot premium membutuhkan jumlah air yang sangat tepat untuk menghasilkan buah dengan rasa manis yang tepat. Tetapi pengukuran tingkat air tanaman modern jauh dari ideal, kata Alan Lakso, seorang profesor di Cornell University yang telah mempelajari fisiologi tumbuhan selama 40 tahun. Sebagian besar metode komersial mengukur tingkat air dengan menempatkan pembaca kelembaban di tanah. Tapi selentingan dan akar pohon apel suka bepergian – mereka dapat menyebar jauh dari lokasi pembaca dan mengubah gambar.
“Mereka semua mengukur air di tanah yang tidak langsung, karena Anda tidak memanen tanah, " ucap Lakso. "Kamu sedang memanen tanaman."
Mengukur ketinggian air di dalam tanaman itu sendiri adalah cara yang lebih akurat untuk melakukannya, tapi itu manual, proses padat karya. Pengukur memotong daun, tempatkan ke dalam ruang tekanan dan berikan tekanan padanya sampai air keluar dari pemangkasan yang terputus. Karena metode ini memakan waktu dan lambat, petani tidak sering menggunakannya. Juga tidak memberikan gambaran berkelanjutan tentang kesehatan tanaman, Lakso mengatakan, menyamakan proses untuk mengambil tekanan darah pada pasien seminggu sekali. “Ini memberitahu Anda apa itu, tapi itu tidak memberitahu apa itu minggu sebelumnya, " ucap Lakso. “Saya ingin memiliki cara untuk memantau tanaman secara terus menerus.”
Untuk mengukur kadar air tanaman secara terus menerus, setiap pabrik harus dilengkapi dengan sensor air pribadinya – dan itulah tujuan tim Cornell.
Jadi dia masuk ke dalam pabrik, Gaya "Perjalanan Fantastis".
Untuk mengukur kadar air tanaman secara terus menerus, setiap pabrik harus dilengkapi dengan sensor air pribadinya – dan itulah tujuan tim Cornell. Lakso dan Abraham Stroock, profesor teknik kimia dan biomolekuler, serta Vinay Pagay, seorang mahasiswa Ph.D pada saat itu, menciptakan sensor air microchip elektronik yang dapat dimasukkan langsung ke dalam pabrik. Dalam membangun chip, mereka menggunakan arsitektur tanaman sendiri untuk pengelolaan air, mendasarkan desain pada fisiologi tumbuhan.
Daun tanaman memiliki pori-pori kecil berisi air yang dibawa dari akar; bahwa air menguap melalui selaput daun. Chip juga memiliki rongga berisi air dan membran tempat air menguap. Saat air tanaman habis, begitu juga dengan sensornya. Saat levelnya turun, chip mengirimkan sinyal ke pencatat data melalui kabel atau pemancar nirkabel untuk ditafsirkan dan disimpan. Petani diberi tahu bahwa sudah waktunya menyirami tanaman. Ketika tanaman dipadamkan, chip akan mengisi kembali kelembapannya, juga, dan siklus akan dimulai lagi.
Keripik, yang diperkirakan para peneliti dapat diproduksi secara massal dengan harga masing-masing sekitar $5, akan memungkinkan petani untuk secara dinamis menyesuaikan jadwal irigasi mereka dengan berbagai cuaca yang mempengaruhi penguapan air pada tanaman.
“Keadaan air tanaman berubah dengan cuaca, ” kata Lakso, menambahkan awan itu, udara panas kering, dan angin dapat menyebabkan perubahan yang cepat. Chip akan memungkinkan petani untuk melakukan pembacaan cepat dan menindaklanjuti dengan tindakan cepat.
Teknologi ini sangat menarik bagi kilang anggur karena anggur merah mendapat manfaat dari sedikit kekurangan air di akhir musim, kata Pagay, yang mempelajari pemeliharaan anggur dan pomologi – ilmu menanam anggur dan buah.
Keripik akan memberi tahu petani apakah mereka perlu mengairi atau tidak, sehingga mencegah penggunaan air yang tidak perlu.
“Tanaman yang memiliki terlalu banyak air cenderung memberikan lebih banyak energi ke daun, " dia menjelaskan. “Kami mencoba membuatnya lebih banyak energi ke dalam anggur.” Itu sebabnya sedikit "tekanan air" menghasilkan buah yang lebih enak. “Anggur menjadi lebih manis, ” kata Pagay. “Varietas seperti cabernet Napa Valley dan merlot terbuat dari anggur yang biasanya memiliki sejumlah tekanan air.”
Pagay mengatakan chip akan segera memulai putaran pengujian mereka dengan Ernest &Julio Gallo Winery of Modesto, California. Tetapi teknologi ini memiliki kegunaan yang jauh lebih luas daripada hanya industri anggur. Saat AS dan bagian dunia lainnya bekerja di bawah kekeringan yang memecahkan rekor, tim berharap penemuan mereka dapat membantu petani yang menghadapi kekurangan air yang serius, atau bekerja di daerah beriklim kering.
Keripik akan memberi tahu petani apakah mereka perlu mengairi atau tidak, sehingga mencegah penggunaan air yang tidak perlu. Sekitar 70 persen konsumsi air manusia digunakan untuk pertanian, jadi mengoptimalkan irigasi adalah masalah besar, kata Lakso.
“Kami tentu berharap dan mengharapkan sensor untuk membantu mengoptimalkan irigasi dan penggunaan air.”
