Одржива паметна пољопривреда са биоразградивим сензором влаге у земљишту

Све ограниченији земљишни и водни ресурси подстакли су развој прецизне пољопривреде, која користи технологију даљинског откривања за праћење података о животној средини ваздуха и тла у реалном времену како би се оптимизовали приноси усева.Максимизирање одрживости таквих технологија је кључно за правилно управљање животном средином и смањење трошкова.
Сада, у студији која је недавно објављена у часопису Адванцед Сустаинабле Системс, истраживачи са Универзитета у Осаки развили су бежичну технологију детекције влаге у тлу која је у великој мери биоразградива.Овај рад је важна прекретница у решавању преосталих техничких уских грла у прецизној пољопривреди, као што је безбедно одлагање коришћене сензорске опреме.
Како глобална популација наставља да расте, оптимизација пољопривредних приноса и минимизирање коришћења земљишта и воде је од суштинског значаја.Прецизна пољопривреда има за циљ да одговори на ове конфликтне потребе коришћењем сензорских мрежа за прикупљање информација о животној средини како би се ресурси могли на одговарајући начин доделити пољопривредном земљишту када и где су потребни.
Дронови и сателити могу прикупити мноштво информација, али нису идеални за одређивање влажности тла и нивоа влаге.За оптимално прикупљање података, уређаји за мерење влаге треба да буду постављени на тлу велике густине.Ако сензор није биоразградив, мора се прикупити на крају његовог животног века, што може бити радно интензивно и непрактично.Постизање електронске функционалности и биоразградљивости у једној технологији је циљ садашњег рада.
„Наш систем укључује више сензора, бежично напајање и термовизијску камеру за прикупљање и пренос података о сензорима и локацији“, објашњава Такааки Касуга, главни аутор студије.„Компоненте у тлу су углавном еколошки прихватљиве и састоје се од нанопапира.подлога, заштитни премаз од природног воска, угљенични грејач и лимена проводна жица.”
Технологија се заснива на чињеници да ефикасност бежичног преноса енергије до сензора одговара температури сензорског грејача и влажности околног тла.На пример, када оптимизујете положај и угао сензора на глатком тлу, повећање влажности тла са 5% на 30% смањује ефикасност преноса са ~46% на ~3%.Термовизијска камера затим снима слике подручја како би истовремено прикупила податке о влажности тла и сензорским подацима о локацији.На крају сезоне жетве, сензори се могу закопати у тло да би се биоразградили.
„Успешно смо снимили подручја са недовољном влагом у земљишту користећи 12 сензора у демонстрационом пољу величине 0,4 к 0,6 метара“, рекао је Касуга.„Као резултат тога, наш систем може да поднесе високу густину сензора потребну за прецизну пољопривреду.
Овај рад има потенцијал да оптимизује прецизну пољопривреду у свету који је све више ограничен на ресурсе.Максимизирање ефикасности технологије истраживача у неидеалним условима, као што су лоше постављање сензора и углови нагиба на грубим земљиштима и можда други показатељи животне средине у земљишту изван нивоа влаге у земљишту, могло би довести до широке употребе технологије од стране глобалне пољопривреде. заједница.