Οι ολοένα και περιορισμένοι πόροι γης και νερού έχουν ωθήσει την ανάπτυξη της γεωργίας ακριβείας, η οποία χρησιμοποιεί τεχνολογία τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των περιβαλλοντικών δεδομένων του αέρα και του εδάφους σε πραγματικό χρόνο για να βοηθήσει στη βελτιστοποίηση των αποδόσεων των καλλιεργειών.Η μεγιστοποίηση της βιωσιμότητας τέτοιων τεχνολογιών είναι κρίσιμη για τη σωστή 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 του εδάφους που είναι σε μεγάλο βαθμό βιοαποδομήσιμη.Αυτό το έργο είναι ένα σημαντικό ορόσημο για την αντιμετώπιση των εναπομεινάντων 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 να αντιμετωπίσει αυτές τις αντικρουόμενες ανάγκες χρησιμοποιώντας δίκτυα αισθητήρων για τη συλλογή περιβαλλοντικών πληροφοριών, έτσι ώστε οι πόροι να μπορούν να κατανεμηθούν κατάλληλα στις γεωργικές εκτάσεις όταν και όπου χρειάζονται.
Τα drones και οι δορυφόροι μπορούν να συλλέξουν πλήθος πληροφοριών, αλλά δεν είναι ιδανικοί για τον προσδιορισμό της υγρασίας του εδάφους και των επιπέδων υγρασίας.Για βέλτιστη συλλογή δεδομένων, συσκευές μέτρησης υγρασίας θα πρέπει να εγκατασταθούν στο έδαφος σε υψηλή πυκνότητα.Εάν ο αισθητήρας δεν είναι βιοαποικοδομήσιμος, πρέπει να συλλεχθεί στο τέλος της ζωής του, κάτι που μπορεί να είναι εντατικό και μη πρακτικό.Η επίτευξη ηλεκτρονικής λειτουργικότητας και βιοδιασπασιμότητας σε μία τεχνολογία είναι ο στόχος της τρέχουσας εργασίας.
«Το σύστημά μας περιλαμβάνει πολλαπλούς αισθητήρες, ασύρματο τροφοδοτικό και κάμερα θερμικής απεικόνισης για τη συλλογή και μετάδοση δεδομένων ανίχνευσης και τοποθεσίας», εξηγεί ο Takaaki Kasuga, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.«Τα συστατικά του εδάφους είναι ως επί το πλείστον φιλικά προς το περιβάλλον και αποτελούνται από νανοχαρτί.υπόστρωμα, φυσική προστατευτική επίστρωση κεριού, θερμαντήρας άνθρακα και σύρμα αγωγού 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 λείο 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 την υγρασία του εδάφους και τα δεδομένα θέσης του αισθητήρα.Στο τέλος της περιόδου συγκομιδής, οι αισθητήρες μπορούν να θαφτούν στο έδαφος για να βιοδιασπαστούν.
«Αποτυπώσαμε επιτυχώς περιοχές με ανεπαρκή υγρασία εδάφους χρησιμοποιώντας 12 αισθητήρες σε ένα πεδίο επίδειξης 0,4 x 0,6 μέτρων», είπε ο Kasuga.«Ως αποτέλεσμα, το σύστημά μας μπορεί να χειριστεί την υψηλή πυκνότητα αισθητήρα που απαιτείται για τη γεωργία ακριβείας».
Αυτή η εργασία έχει τη δυνατότητα να βελτιστοποιήσει τη γεωργία ακριβείας σε έναν κόσμο με ολοένα και πιο περιορισμένους πόρους.Η μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της τεχνολογίας των ερευνητών υπό μη ιδανικές συνθήκες, όπως η κακή τοποθέτηση αισθητήρων και οι γωνίες κλίσης σε χονδροειδή 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: Απρ-30-2024