综述：叶绿素荧光传感技术在智慧农业中的应用

这篇综述系统阐述了叶绿素荧光传感技术（Chlorophyll Fluorescence Sensing）在智慧农业中的核心应用，涵盖农业栽培、水产养殖及食品监测三大领域。通过解析光合系统II（PSII）的荧光动力学特征（如Fv/Fm、NPQ等），该技术实现了作物光合效率、水质藻类状态及食品新鲜度的无损实时监测，为精准农业（Precision Agriculture）提供了关键技术支撑，同时探讨了环境干扰与设备成本等挑战。

　　

引言

叶绿素荧光是植物光合作用中能量转换的“天然探针”，尤其在光系统II（PSII）反应中，未被光化学利用的能量会以荧光形式释放。这种非侵入式技术可动态监测光能吸收、电子传递速率（ETR）、光化学量子效率（F_v/F_m）等参数，揭示植物在光、温、旱等胁迫下的响应机制。近年来，该技术从实验室走向田间，成为农业、生态及食品领域的研究热点。

叶绿素荧光传感原理

其核心在于捕捉叶绿素吸收光能后释放的荧光信号。当植物受光激发，能量通过三条路径耗散：光化学反应、热能或荧光。通过解析荧光强度与动力学曲线（如OJIP曲线），可评估PSII反应中心活性。此外，太阳诱导荧光（SIF）结合高光谱遥感，实现了大尺度农田生态系统健康监测。

智慧农业应用

农业栽培：实时监测作物光合效率，为精准灌溉与病虫害预警提供数据。例如，荧光成像技术可定位叶片区域的光合异常。

水产养殖：通过浮游植物荧光信号评估水质营养状态，优化养殖环境管理。

食品监测：基于叶绿素荧光特征（如波长偏移），快速判断果蔬采后品质变化。

挑战与展望

当前技术面临野外光温干扰、设备昂贵等问题。未来，结合人工智能与高光谱成像，有望推动低成本便携式传感器的研发，进一步服务于农业可持续发展。

结论

叶绿素荧光传感技术正成为智慧农业的“眼睛”，其跨领域应用潜力巨大，但需突破标准化与成本瓶颈，以赋能现代农业体系升级。