Terapeutski senzor pomaga kmetom pri upravljanju gnojenja

Pametna senzorska tehnologija, ki bo kmetom pomagala učinkoviteje uporabljati gnojila in zmanjšati okoljsko škodo.
Tehnologija, opisana v reviji Natural Foods, lahko pridelovalcem pomaga določiti najboljši čas za gnojenje pridelkov in potrebno količino gnojila, pri čemer upošteva dejavnike, kot so vremenske razmere in stanje tal. To bo zmanjšalo drago in okolju škodljivo prekomerno gnojenje tal, ki sprošča toplogredni plin dušikov oksid ter onesnažuje tla in vodne poti.
Danes je zaradi prekomernega gnojenja 12 % nekoč obdelovalnih površin na svetu neuporabnih, uporaba dušikovih gnojil pa se je v zadnjih 50 letih povečala za 600 %.
Vendar pa pridelovalci poljščin težko natančno regulirajo uporabo gnojil: če jih porabijo preveč, tvegajo škodo okolju, če pa porabijo premalo, tvegajo nižje donose;
Raziskovalci nove senzorske tehnologije pravijo, da bi lahko koristila okolju in proizvajalcem.
Senzor, imenovan papirni kemično funkcionalizirani električni plinski senzor (chemPEGS), meri količino amonija v tleh, spojine, ki jo talne bakterije pretvorijo v nitrit in nitrat. Uporablja vrsto umetne inteligence, imenovane strojno učenje, ki jo združuje s podatki o vremenu, času od uporabe gnojil, meritvami pH tal in prevodnosti. Te podatke uporablja za napoved skupne vsebnosti dušika v tleh zdaj in skupne vsebnosti dušika čez 12 dni, da napove najboljši čas za uporabo gnojil.
Študija kaže, kako lahko ta nova nizkocenovna rešitev pomaga pridelovalcem doseči največ koristi z najmanjšo količino gnojila, zlasti pri poljščinah, ki zahtevajo veliko gnojil, kot je pšenica. Ta tehnologija bi lahko hkrati zmanjšala stroške pridelovalcev in okoljsko škodo zaradi dušikovih gnojil, ki so najpogosteje uporabljena vrsta gnojila.
Vodilni raziskovalec dr. Max Greer z oddelka za bioinženiring na Imperial College London je dejal: »Problema prekomernega gnojenja, tako z okoljskega kot ekonomskega vidika, ni mogoče preceniti. Produktivnost in z njo povezani dohodki se letos iz leta v leto zmanjšujejo, proizvajalci pa trenutno nimajo orodij, potrebnih za reševanje tega problema.«
»Naša tehnologija lahko pomaga rešiti to težavo, saj pridelovalcem omogoča razumevanje trenutnih ravni amoniaka in nitratov v tleh ter napovedovanje prihodnjih ravni glede na vremenske razmere. To jim omogoča, da natančno prilagodijo uporabo gnojil specifičnim potrebam svojih tal in pridelka.«
Presežek dušikovih gnojil sprošča v zrak dušikov oksid, toplogredni plin, ki je 300-krat močnejši od ogljikovega dioksida in prispeva k podnebni krizi. Presežek gnojil lahko deževnica odnese tudi v vodotoke, kar vodnemu življenju odvzame kisik, povzroči cvetenje alg in zmanjša biotsko raznovrstnost.
Vendar pa natančno prilagajanje ravni gnojil potrebam tal in pridelkov ostaja izziv. Testiranje je redko, trenutne metode za merjenje dušika v tleh pa vključujejo pošiljanje vzorcev tal v laboratorij – dolgotrajen in drag postopek, katerega rezultati so omejeno uporabni, ko dosežejo pridelovalce.
Dr. Firat Guder, višji avtor in vodilni raziskovalec na oddelku za bioinženiring na Imperial College, je dejal: »Večina naše hrane prihaja iz zemlje – to je neobnovljiv vir in če je ne bomo zaščitili, jo bomo izgubili. Ponovno, v kombinaciji z onesnaženjem z dušikom iz kmetijstva, to ustvarja uganko za planet, ki jo upamo rešiti s preciznim kmetijstvom, za katerega upamo, da bo pomagalo zmanjšati prekomerno gnojenje, hkrati pa povečati pridelek in dobiček pridelovalcev.«