Sve ograničeniji zemljišni i vodni resursi potaknuli su razvoj precizne poljoprivrede, koja koristi tehnologiju daljinskog očitavanja za praćenje podataka o okolišu zraka i tla u stvarnom vremenu kako bi se optimizirali prinosi usjeva.Maksimiziranje održivosti takvih tehnologija ključno je za pravilno upravljanje okolišem i smanjenje troškova.
Sada, u studiji nedavno objavljenoj u časopisu Advanced Sustainable Systems, istraživači sa Sveučilišta u Osaki razvili su bežičnu tehnologiju za mjerenje vlažnosti tla koja je u velikoj mjeri biorazgradiva.Ovaj rad je važna prekretnica u rješavanju preostalih tehničkih uskih grla u preciznoj poljoprivredi, kao što je sigurno odlaganje rabljene senzorske opreme.
Kako globalna populacija nastavlja rasti, optimizacija poljoprivrednih prinosa i minimiziranje korištenja zemljišta i vode je ključno.Precizna poljoprivreda ima za cilj odgovoriti na ove sukobljene potrebe korištenjem senzorskih mreža za prikupljanje informacija o okolišu kako bi se resursi mogli prikladno rasporediti na poljoprivredno zemljište kada i gdje su potrebni.
Dronovi i sateliti mogu prikupiti mnoštvo informacija, ali nisu idealni za određivanje vlažnosti tla i razine vlage.Za optimalno prikupljanje podataka, uređaji za mjerenje vlage trebaju biti instalirani na tlu visoke gustoće.Ako senzor nije biorazgradiv, mora se prikupiti na kraju svog vijeka trajanja, što može biti radno intenzivno i nepraktično.Postizanje elektroničke funkcionalnosti i biorazgradljivosti u jednoj tehnologiji cilj je trenutnog rada.
"Naš sustav uključuje višestruke senzore, bežično napajanje i kameru za termalno snimanje za prikupljanje i prijenos podataka o senzorima i lokaciji", objašnjava Takaaki Kasuga, glavni autor studije.“Komponente u tlu uglavnom su ekološki prihvatljive i sastoje se od nanopapira.supstrat, zaštitni premaz od prirodnog voska, ugljični grijač i limena provodna žica.”
Tehnologija se temelji na činjenici da učinkovitost bežičnog prijenosa energije do senzora odgovara temperaturi grijača senzora i vlažnosti okolnog tla.Na primjer, pri optimizaciji položaja senzora i kuta na glatkom tlu, povećanje vlažnosti tla s 5% na 30% smanjuje učinkovitost prijenosa s ~46% na ~3%.Termovizijska kamera zatim snima slike područja kako bi istovremeno prikupila podatke o vlažnosti tla i lokaciju senzora.Na kraju sezone žetve, senzori se mogu zakopati u tlo radi biorazgradnje.
"Uspješno smo snimili područja s nedostatkom vlage u tlu pomoću 12 senzora u demonstracijskom polju veličine 0,4 x 0,6 metara", rekao je Kasuga."Kao rezultat, naš sustav može podnijeti visoku gustoću senzora potrebnu za preciznu poljoprivredu."
Ovaj rad ima potencijal optimizirati preciznu poljoprivredu u svijetu koji je sve ograničeniji resursima.Maksimiziranje učinkovitosti tehnologije istraživača u neidealnim uvjetima, kao što je loš položaj senzora i kutovi nagiba na grubim tlima i možda drugi pokazatelji okoliša tla izvan razine vlažnosti tla, moglo bi dovesti do široke upotrebe tehnologije u globalnoj poljoprivredi zajednica.
Vrijeme objave: 30. travnja 2024