Έξυπνη τεχνολογία αισθητήρων που θα βοηθήσει τους αγρότες να χρησιμοποιούν τα λιπάσματα πιο αποτελεσματικά και να μειώσουν την περιβαλλοντική ζημία.
Η τεχνολογία, που περιγράφεται στο περιοδικό Natural Foods, μπορεί να βοηθήσει τους παραγωγούς να προσδιορίσουν την καλύτερη στιγμή για την εφαρμογή λιπάσματος στις καλλιέργειες και την ποσότητα λιπάσματος που χρειάζονται, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως ο καιρός και οι εδαφικές συνθήκες. Αυτό θα μειώσει την δαπανηρή και περιβαλλοντικά επιβλαβή υπερλίπανση των εδαφών, η οποία απελευθερώνει το αέριο του θερμοκηπίου, το υποξείδιο του αζώτου, και μολύνει το έδαφος και τις υδάτινες οδούς.
Σήμερα, η υπερβολική λίπανση έχει καταστήσει άχρηστο το 12% της κάποτε καλλιεργήσιμης γης του κόσμου, και η χρήση αζωτούχων λιπασμάτων έχει αυξηθεί κατά 600% τα τελευταία 50 χρόνια.
Ωστόσο, είναι δύσκολο για τους παραγωγούς καλλιεργειών να ρυθμίσουν με ακρίβεια τη χρήση λιπασμάτων: η υπερβολική χρήση λιπασμάτων διατρέχει τον κίνδυνο να βλάψει το περιβάλλον και η δαπάνη πολύ λίγων λιπασμάτων διατρέχει τον κίνδυνο να μειώσει τις αποδόσεις.
Οι ερευνητές της νέας τεχνολογίας αισθητήρων λένε ότι θα μπορούσε να ωφελήσει το περιβάλλον και τους παραγωγούς.
Ο αισθητήρας, που ονομάζεται χημικά λειτουργικοποιημένος ηλεκτρικός αισθητήρας αερίου (chemPEGS) σε χαρτί, μετρά την ποσότητα αμμωνίου στο έδαφος, μια ένωση που μετατρέπεται σε νιτρώδη και νιτρικά άλατα από τα βακτήρια του εδάφους. Χρησιμοποιεί ένα είδος τεχνητής νοημοσύνης που ονομάζεται μηχανική μάθηση, συνδυάζοντάς την με δεδομένα για τον καιρό, τον χρόνο από την εφαρμογή λιπάσματος, μετρήσεις του pH του εδάφους και της αγωγιμότητας. Χρησιμοποιεί αυτά τα δεδομένα για να προβλέψει τη συνολική περιεκτικότητα σε άζωτο του εδάφους τώρα και τη συνολική περιεκτικότητα σε άζωτο 12 ημέρες στο μέλλον, ώστε να προβλέψει την καλύτερη στιγμή για την εφαρμογή λιπάσματος.
Η μελέτη δείχνει πώς αυτή η νέα λύση χαμηλού κόστους μπορεί να βοηθήσει τους παραγωγούς να αξιοποιήσουν στο έπακρο τη μικρότερη ποσότητα λιπάσματος, ειδικά για καλλιέργειες που απαιτούν εντατική χρήση λιπασμάτων, όπως το σιτάρι. Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε ταυτόχρονα να μειώσει το κόστος των παραγωγών και την περιβαλλοντική ζημία από τα αζωτούχα λιπάσματα, τον πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο τύπο λιπάσματος.
Ο επικεφαλής ερευνητής Δρ. Μαξ Γκριρ, από το Τμήμα Βιομηχανικής του Imperial College London, δήλωσε: «Το πρόβλημα της υπερβολικής λίπανσης, τόσο από περιβαλλοντική όσο και από οικονομική άποψη, δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Η παραγωγικότητα και το σχετικό εισόδημα μειώνονται χρόνο με το χρόνο φέτος και οι κατασκευαστές δεν διαθέτουν επί του παρόντος τα εργαλεία που χρειάζονται για να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα».
«Η τεχνολογία μας μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση αυτού του προβλήματος, βοηθώντας τους καλλιεργητές να κατανοήσουν τα τρέχοντα επίπεδα αμμωνίας και νιτρικών στο έδαφος και να προβλέψουν τα μελλοντικά επίπεδα με βάση τις καιρικές συνθήκες. Αυτό τους επιτρέπει να προσαρμόζουν την εφαρμογή λιπασμάτων στις συγκεκριμένες ανάγκες του εδάφους και της καλλιέργειάς τους.»
Η υπερβολική ποσότητα αζωτούχου λιπάσματος απελευθερώνει υποξείδιο του αζώτου στην ατμόσφαιρα, ένα αέριο του θερμοκηπίου 300 φορές πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα και συμβάλλει στην κλιματική κρίση. Η υπερβολική ποσότητα λιπάσματος μπορεί επίσης να παρασυρθεί από το νερό της βροχής στις υδάτινες οδούς, στερώντας οξυγόνο από την υδρόβια ζωή, προκαλώντας άνθηση φυκιών και μειώνοντας τη βιοποικιλότητα.
Ωστόσο, η ακριβής προσαρμογή των επιπέδων λιπασμάτων στις ανάγκες του εδάφους και των καλλιεργειών παραμένει μια πρόκληση. Οι δοκιμές είναι σπάνιες και οι τρέχουσες μέθοδοι μέτρησης του αζώτου του εδάφους περιλαμβάνουν την αποστολή δειγμάτων εδάφους σε εργαστήριο - μια μακρά και δαπανηρή διαδικασία, τα αποτελέσματα της οποίας έχουν περιορισμένη χρήση μέχρι να φτάσουν στους καλλιεργητές.
Ο Δρ. Firat Guder, επικεφαλής συγγραφέας και επικεφαλής ερευνητής στο Τμήμα Βιομηχανικής του Imperial, δήλωσε: «Το μεγαλύτερο μέρος της τροφής μας προέρχεται από το έδαφος - είναι ένας μη ανανεώσιμος πόρος και αν δεν το προστατεύσουμε, θα το χάσουμε. Και πάλι, σε συνδυασμό με τη ρύπανση από άζωτο από τη γεωργία, δημιουργείται ένα αίνιγμα για τον πλανήτη, το οποίο ελπίζουμε να βοηθήσουμε στην επίλυση μέσω της γεωργίας ακριβείας, η οποία ελπίζουμε ότι θα βοηθήσει στη μείωση της υπερλίπανσης, αυξάνοντας παράλληλα τις αποδόσεις των καλλιεργειών και τα κέρδη των καλλιεργητών».
Ώρα δημοσίευσης: 20 Μαΐου 2024