Сè поограничените земјишни и водни ресурси го поттикнаа развојот на прецизното земјоделство, кое користи технологија за далечинско набљудување за следење на податоците за воздухот и почвата во реално време, со цел да се оптимизираат приносите на земјоделските култури. Максимизирањето на одржливоста на ваквите технологии е клучно за правилно управување со животната средина и намалување на трошоците.
Сега, во студија неодамна објавена во списанието „Напредни одржливи системи“, истражувачите од Универзитетот во Осака развија безжична технологија за мерење на влага во почвата која е во голема мера биоразградлива. Оваа работа е важна пресвртница во решавањето на преостанатите технички тесни грла во прецизното земјоделство, како што е безбедното отстранување на употребената сензорска опрема.
Со оглед на тоа што глобалната популација продолжува да расте, оптимизирањето на земјоделските приноси и минимизирањето на употребата на земјиште и вода е од суштинско значење. Прецизното земјоделство има за цел да ги задоволи овие спротивставени потреби со користење на сензорски мрежи за собирање информации за животната средина, така што ресурсите можат соодветно да се распределат на земјоделско земјиште кога и каде што се потребни.
Дроновите и сателитите можат да соберат богатство од информации, но тие не се идеални за одредување на влажноста на почвата и нивоата на влага. За оптимално собирање податоци, уредите за мерење на влага треба да се инсталираат на земјата со голема густина. Ако сензорот не е биоразградлив, тој мора да се собира на крајот од својот век на траење, што може да биде трудоинтензивно и непрактично. Целта на тековната работа е постигнување на електронска функционалност и биоразградливост во една технологија.
„Нашиот систем вклучува повеќе сензори, безжично напојување и термичка камера за снимање за собирање и пренесување на податоци за сензори и локација“, објаснува Такааки Касуга, главен автор на студијата. „Компонентите во почвата се претежно еколошки и се состојат од нанохартија, подлога, заштитен слој од природен восок, грејач од јаглерод и жичана жица од калај.“
Технологијата се базира на фактот дека ефикасноста на безжичниот пренос на енергија до сензорот одговара на температурата на грејачот на сензорот и влажноста на околната почва. На пример, при оптимизирање на положбата и аголот на сензорот на мазна почва, зголемувањето на влажноста на почвата од 5% на 30% ја намалува ефикасноста на преносот од ~46% на ~3%. Потоа, термовизиската камера снима слики од областа за истовремено да собира податоци за влажноста на почвата и локацијата на сензорот. На крајот од сезоната на берба, сензорите можат да се закопаат во почвата за да се биоразградат.
„Успешно снимавме области со недоволна влажност на почвата користејќи 12 сензори на демонстративно поле од 0,4 x 0,6 метри“, рече Касуга. „Како резултат на тоа, нашиот систем може да се справи со високата густина на сензори потребна за прецизно земјоделство.“
Оваа работа има потенцијал да го оптимизира прецизното земјоделство во свет со сè повеќе ограничени ресурси. Максимизирањето на ефикасноста на технологијата на истражувачите под неидеални услови, како што се лошото поставување на сензорите и аглите на наклон на груби почви, а можеби и други индикатори за почвената средина надвор од нивоата на влажност на почвата, би можело да доведе до широка употреба на технологијата од страна на глобалната земјоделска заедница.
Време на објавување: 30 април 2024 година