Vse bolj omejeni zemljiški in vodni viri so spodbudili razvoj natančnega kmetijstva, ki uporablja tehnologijo daljinskega zaznavanja za spremljanje okoljskih podatkov o zraku in tleh v realnem času, da pomaga optimizirati donos.Povečanje trajnosti takšnih tehnologij je ključnega pomena za pravilno upravljanje okolja in zmanjšanje stroškov.
V študiji, nedavno objavljeni v reviji Advanced Sustainable Systems, so raziskovalci na Univerzi v Osaki razvili brezžično tehnologijo za zaznavanje vlage v tleh, ki je v veliki meri biorazgradljiva.To delo je pomemben mejnik pri odpravljanju preostalih tehničnih ozkih grl v natančnem kmetijstvu, kot je varno odlaganje rabljene senzorske opreme.
Ker svetovno prebivalstvo še naprej raste, je optimizacija kmetijskih donosov in zmanjšanje porabe zemlje in vode bistvenega pomena.Namen natančnega kmetijstva je obravnavati te nasprotujoče si potrebe z uporabo senzorskih omrežij za zbiranje okoljskih informacij, tako da se viri lahko ustrezno dodelijo kmetijskim zemljiščem, kadar in kjer so potrebni.
Droni in sateliti lahko zberejo ogromno informacij, vendar niso idealni za določanje vlažnosti tal in ravni vlage.Za optimalno zbiranje podatkov je treba naprave za merjenje vlage namestiti na tla z visoko gostoto.Če senzor ni biološko razgradljiv, ga je treba zbrati ob koncu njegove življenjske dobe, kar je lahko delovno intenzivno in nepraktično.Cilj trenutnega dela je doseči elektronsko funkcionalnost in biorazgradljivost v eni tehnologiji.
»Naš sistem vključuje več senzorjev, brezžično napajanje in kamero za toplotno sliko za zbiranje in prenos podatkov o zaznavanju in lokaciji,« pojasnjuje Takaaki Kasuga, glavni avtor študije.»Sestavine v zemlji so večinoma okolju prijazne in sestavljene iz nanopapirja.substrat, zaščitni premaz iz naravnega voska, karbonski grelec in kositrna prevodna žica.«
Tehnologija temelji na dejstvu, da učinkovitost brezžičnega prenosa energije do senzorja ustreza temperaturi grelnika senzorja in vlažnosti okoliških tal.Na primer, pri optimizaciji položaja in kota senzorja na gladkih tleh povečanje vlažnosti tal s 5 % na 30 % zmanjša učinkovitost prenosa s ~46 % na ~3 %.Termovizijska kamera nato posname slike območja, da hkrati zbira podatke o vlažnosti tal in lokacijo senzorjev.Ob koncu žetvene sezone lahko senzorje zakopljete v zemljo, da se biorazgradijo.
"Uspešno smo slikali območja z nezadostno vlažnostjo tal z uporabo 12 senzorjev na demonstracijskem polju 0,4 x 0,6 metra," je dejal Kasuga."Zato lahko naš sistem prenese visoko gostoto senzorjev, ki je potrebna za natančno kmetijstvo."
To delo ima potencial za optimizacijo natančnega kmetijstva v svetu, ki je vedno bolj omejen z viri.Povečanje učinkovitosti tehnologije raziskovalcev v neidealnih pogojih, kot so slaba postavitev senzorjev in koti naklona na grobih tleh ter morda drugi kazalniki talnega okolja, ki presegajo raven vlažnosti tal, bi lahko vodilo do široke uporabe tehnologije v svetovnem kmetijstvu skupnosti.
Čas objave: 30. aprila 2024