Οι ολοένα και πιο περιορισμένοι χερσαίοι και υδάτινοι πόροι έχουν ωθήσει την ανάπτυξη της ακριβούς γεωργίας, η οποία χρησιμοποιεί τεχνολογία τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση δεδομένων για τον αέρα και το έδαφος σε πραγματικό χρόνο, με στόχο τη βελτιστοποίηση των αποδόσεων των καλλιεργειών. Η μεγιστοποίηση της βιωσιμότητας τέτοιων τεχνολογιών είναι κρίσιμη για την ορθή διαχείριση του περιβάλλοντος και τη μείωση του κόστους.
Τώρα, σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Advanced Sustainable Systems, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οσάκα ανέπτυξαν μια ασύρματη τεχνολογία ανίχνευσης υγρασίας εδάφους που είναι σε μεγάλο βαθμό βιοδιασπώμενη. Αυτή η εργασία αποτελεί σημαντικό ορόσημο στην αντιμετώπιση των εναπομενόντων τεχνικών σημείων συμφόρησης στη γεωργία ακριβείας, όπως η ασφαλής απόρριψη του χρησιμοποιημένου εξοπλισμού αισθητήρων.
Καθώς ο παγκόσμιος πληθυσμός συνεχίζει να αυξάνεται, η βελτιστοποίηση των γεωργικών αποδόσεων και η ελαχιστοποίηση της χρήσης γης και νερού είναι απαραίτητη. Η γεωργία ακριβείας στοχεύει στην αντιμετώπιση αυτών των αντικρουόμενων αναγκών χρησιμοποιώντας δίκτυα αισθητήρων για τη συλλογή περιβαλλοντικών πληροφοριών, έτσι ώστε οι πόροι να μπορούν να κατανέμονται κατάλληλα στις γεωργικές εκτάσεις όταν και όπου χρειάζονται.
Τα drones και οι δορυφόροι μπορούν να συλλέξουν πληθώρα πληροφοριών, αλλά δεν είναι ιδανικά για τον προσδιορισμό της υγρασίας του εδάφους και των επιπέδων υγρασίας. Για βέλτιστη συλλογή δεδομένων, οι συσκευές μέτρησης υγρασίας θα πρέπει να εγκαθίστανται στο έδαφος σε υψηλή πυκνότητα. Εάν ο αισθητήρας δεν είναι βιοδιασπώμενος, πρέπει να συλλέγεται στο τέλος της ζωής του, κάτι που μπορεί να είναι χρονοβόρο και μη πρακτικό. Στόχος της τρέχουσας εργασίας είναι η επίτευξη ηλεκτρονικής λειτουργικότητας και βιοδιασπασιμότητας σε μία τεχνολογία.
«Το σύστημά μας περιλαμβάνει πολλαπλούς αισθητήρες, ασύρματη τροφοδοσία ρεύματος και κάμερα θερμικής απεικόνισης για τη συλλογή και μετάδοση δεδομένων ανίχνευσης και τοποθεσίας», εξηγεί ο Takaaki Kasuga, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Τα συστατικά στο έδαφος είναι ως επί το πλείστον φιλικά προς το περιβάλλον και αποτελούνται από νανοχαρτί, υπόστρωμα, προστατευτική επίστρωση φυσικού κεριού, θερμαντήρα άνθρακα και αγωγό κασσίτερου».
Η τεχνολογία βασίζεται στο γεγονός ότι η απόδοση της ασύρματης μεταφοράς ενέργειας στον αισθητήρα αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του θερμαντήρα του αισθητήρα και στην υγρασία του περιβάλλοντος εδάφους. Για παράδειγμα, κατά τη βελτιστοποίηση της θέσης και της γωνίας του αισθητήρα σε ομαλό έδαφος, η αύξηση της υγρασίας του εδάφους από 5% σε 30% μειώνει την απόδοση μετάδοσης από ~46% σε ~3%. Στη συνέχεια, η κάμερα θερμικής απεικόνισης καταγράφει εικόνες της περιοχής για να συλλέξει ταυτόχρονα δεδομένα υγρασίας εδάφους και θέσης αισθητήρα. Στο τέλος της περιόδου συγκομιδής, οι αισθητήρες μπορούν να θαφτούν στο έδαφος για βιοαποικοδόμηση.
«Απεικόνισαμε με επιτυχία περιοχές με ανεπαρκή υγρασία εδάφους χρησιμοποιώντας 12 αισθητήρες σε ένα πεδίο επίδειξης 0,4 x 0,6 μέτρων», δήλωσε ο Kasuga. «Ως αποτέλεσμα, το σύστημά μας μπορεί να χειριστεί την υψηλή πυκνότητα αισθητήρων που απαιτείται για τη γεωργία ακριβείας».
Αυτή η εργασία έχει τη δυνατότητα να βελτιστοποιήσει τη γεωργία ακριβείας σε έναν κόσμο με ολοένα και περισσότερους πόρους. Η μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της τεχνολογίας των ερευνητών υπό μη ιδανικές συνθήκες, όπως η κακή τοποθέτηση των αισθητήρων και οι γωνίες κλίσης σε χονδρά εδάφη και ίσως άλλοι δείκτες του εδαφικού περιβάλλοντος πέρα από τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους, θα μπορούσε να οδηγήσει σε ευρεία χρήση της τεχνολογίας από την παγκόσμια γεωργική κοινότητα.
Ώρα δημοσίευσης: 30 Απριλίου 2024