無人機吹肥皂泡幫助花授粉（2020.6.20 iPlants）

2020年6月20日，iScience雜志在線發(fā)表了來自日本科學(xué)與技術(shù)高等研究院Eijiro Miyako課題組題為“Soap Bubble Pollination”的研究文章。該研究報道了一項可以通過無人機吹肥皂泡將花粉運送到花朵上，實現(xiàn)高效率授粉的方法。

介于該文章的有趣性和重要性，Science雜志在線發(fā)表了題為“Drone-delivered soap bubbles could help pollinate flowers”的評論文章。該文章認(rèn)為這是一項非?？岬姆椒?。

授粉是開花植物生命周期中的關(guān)鍵過程，其中包括自花授粉及借助外力如風(fēng)和昆蟲等授粉。而蜜蜂和其他昆蟲的授粉是全球大約四分之三的農(nóng)作物必不可少的生物過程之一。而殺蟲劑等使用及氣候變化已導(dǎo)致許多授粉昆蟲等生物數(shù)量嚴(yán)重下降。所以導(dǎo)致不得不人工授粉，而現(xiàn)有的人工授粉和機器授粉方法有著繁重勞動和花粉成本的上升等缺點。因此，為了實現(xiàn)對農(nóng)作物的有效和高效授粉，必須開發(fā)和設(shè)計一種新興技術(shù)以實現(xiàn)自主精密的授粉。

該研究的通訊作者Eijiro Miyako在2017年的時候，通過將馬毛粘在玩具無人機的底部，這樣馬毛會從一朵花上沾上花粉，然后授到另一朵花上。但是，它們發(fā)現(xiàn)無人機的螺旋槳會損壞了花朵，同時也缺乏自主控制系統(tǒng)，因此未能實現(xiàn)。

靈感就是該作者與3歲兒子在公園玩吹泡泡的時產(chǎn)生的，他認(rèn)為可以利用肥皂泡將花粉輕輕傳遞到花朵上。因此他們測試了各種表面活性劑（形成肥皂泡并形成氣泡的洗滌劑），并選擇了對發(fā)芽影響最小的花粉。然后，在實驗室測試中，用帶有花粉的氣泡轟擊了花朵。當(dāng)氣泡破裂時，花粉落在雌蕊上，并長出了花粉管。

之后，該研究使用玩具泡泡槍在三棵樹上的花朵上吹含有花粉的泡泡。16天后，所得到的果實與手工授粉的花朵的果實一樣好。而在傳統(tǒng)上，這個果園和日本其他地方的農(nóng)民都用羽毛刷對梨和蘋果樹進(jìn)行授粉。而使用氣泡授粉并羽毛刷所需要的花粉數(shù)量少得多，只需0.06mg，而羽毛刷對每朵花施加約1800毫克的花粉。

之后，該研究還將泡沫噴霧器安裝到空中無人機上，并對無人機進(jìn)行編程，使其繞著一排假百合花飛行路線。在嘗試了各種速度和高度后，研究發(fā)現(xiàn)無人機可用泡沫擊中90%的花朵。如果后期通過使用可以識別花朵的無人機，會更好的節(jié)約花粉。

綜上所示，該研究證明了化學(xué)功能化的肥皂泡由于其粘性，柔軟性及增強的花粉活性等特性，可將花粉粒有效且方便地遞送至目標(biāo)花上實現(xiàn)高效授粉。