Све ограниченији копнени и водни ресурси подстакли су развој прецизне пољопривреде, која користи технологију даљинског очитавања за праћење података о ваздуху и земљишту 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 недавно објављеној у часопису „Advanced Sustainable Systems“, истраживачи са Универзитета у Осаки развили су бежичну технологију за мерење влажности земљишта која је у великој мери биоразградива. Овај рад представља важну прекретницу 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 се позабави овим супротстављеним потребама коришћењем сензорских мрежа за прикупљање информација о животној средини како би се ресурси могли на одговарајући начин распоредити пољопривредном земљишту када и где су потребни.
Дронови и сателити могу прикупити мноштво информација, али нису идеални за одређивање влажности земљишта и нивоа влажности. За оптимално прикупљање података, уређаји за мерење влажности треба да буду инсталирани на земљишту са великом густином. Ако сензор није биоразградив, мора се прикупљати на крају свог животног века, што може бити радно интензивно и непрактично. Постизање електронске функционалности и биоразградивости у једној технологији је циљ тренутног 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 земљишту су углавном еколошки прихватљиве и састоје се од нанопапира, подлоге, заштитног премаза од природног воска, угљеничног грејача и калајне проводљиве жице.“
Технологија се заснива на чињеници да ефикасност бежичног преноса енергије до сензора одговара температури грејача сензора и влажности околног земљишта. На пример, приликом оптимизације положаја и угла сензора на глатком земљишту, повећање влажности земљишта са 5% на 30% смањује ефикасност преноса са ~46% на ~3%. Термовизијска камера затим снима слике подручја како би истовремено прикупила податке о влажности земљишта и локацији сензора. На крају сезоне жетве, сензори се могу закопати у земљиште ради биоразградње.
„Успешно смо снимили подручја са недовољном влажношћу земљишта користећи 12 сензора на демонстрационом пољу димензија 0,4 x 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 са све већим ограничењем ресурса. Максимизирање ефикасности технологије истраживача у неидеалним условима, као што су лоше постављање сензора и углови нагиба на грубим земљиштима и можда други индикатори земљишног окружења поред нивоа влажности земљишта, могло би довести до широке употребе технологије од стране глобалне пољопривредне заједнице.
Време објаве: 30. април 2024.