Все по-ограничените земни и водни ресурси стимулират развитието на прецизното земеделие, което използва технология за дистанционно наблюдение за наблюдение на данните за околната среда във въздуха и почвата в реално време, за да помогне за оптимизиране на добивите.Максимизирането на устойчивостта на такива технологии е от решаващо значение за правилното управление на околната среда и намаляване на разходите.
Сега, в проучване, публикувано наскоро в списанието Advanced Sustainable Systems, изследователи от университета в Осака са разработили безжична технология за отчитане на влажността на почвата, която е до голяма степен биоразградима.Тази работа е важен крайъгълен камък в справянето с оставащите технически затруднения в прецизното земеделие, като например безопасното изхвърляне на използвано сензорно оборудване.
Тъй като световното население продължава да нараства, оптимизирането на селскостопанските добиви и минимизирането на използването на земя и вода е от съществено значение.Прецизното земеделие има за цел да отговори на тези противоречиви нужди чрез използване на сензорни мрежи за събиране на информация за околната среда, така че ресурсите да могат да бъдат разпределени по подходящ начин към земеделските земи, когато и където са необходими.
Дроновете и сателитите могат да събират богата информация, но не са идеални за определяне на почвената влага и нивата на влага.За оптимално събиране на данни устройствата за измерване на влагата трябва да бъдат инсталирани на земята при висока плътност.Ако сензорът не е биоразградим, той трябва да бъде събран в края на живота си, което може да бъде трудоемко и непрактично.Постигането на електронна функционалност и биоразградимост в една технология е целта на настоящата работа.
„Нашата система включва множество сензори, безжично захранване и термовизионна камера за събиране и предаване на данни за наблюдение и местоположение“, обяснява Такааки Касуга, водещ автор на изследването.„Компонентите в почвата са предимно екологични и се състоят от нанохартия.субстрат, защитно покритие от естествен восък, въглероден нагревател и проводник от калай.“
Технологията се основава на факта, че ефективността на безжичното предаване на енергия към сензора съответства на температурата на нагревателя на сензора и влажността на околната почва.Например, когато оптимизирате позицията и ъгъла на сензора върху гладка почва, увеличаването на влажността на почвата от 5% на 30% намалява ефективността на предаване от ~46% на ~3%.След това термовизионната камера заснема изображения на района, за да събере едновременно данни за влажността на почвата и местоположението на сензора.В края на сезона на прибиране на реколтата сензорите могат да бъдат заровени в почвата за биоразграждане.
„Успешно изобразихме зони с недостатъчна влажност на почвата, използвайки 12 сензора в демонстрационно поле с размери 0,4 x 0,6 метра“, каза Касуга.„В резултат на това нашата система може да се справи с високата плътност на сензорите, необходима за прецизното земеделие.“
Тази работа има потенциала да оптимизира прецизното земеделие в един все по-ограничен от ресурси свят.Увеличаването на ефективността на технологията на изследователите при неидеални условия, като лошо разположение на сензора и ъгли на наклон върху груби почви и може би други показатели на почвената среда извън нивата на влажност на почвата, може да доведе до широко използване на технологията от глобалното земеделие общност.
Време на публикуване: 30 април 2024 г