Ilgtspējīga vieda lauksaimniecība ar bioloģiski noārdāmu augsnes mitruma sensoru

Aizvien ierobežotie zemes un ūdens resursi ir veicinājuši precīzās lauksaimniecības attīstību, kas izmanto attālās uzrādes tehnoloģiju, lai reāllaikā uzraudzītu gaisa un augsnes vides datus, lai palīdzētu optimizēt ražu.Lai pareizi pārvaldītu vidi un samazinātu izmaksas, ir ļoti svarīgi palielināt šādu tehnoloģiju ilgtspējību.
Tagad pētījumā, kas nesen publicēts žurnālā Advanced Sustainable Systems, Osakas universitātes pētnieki ir izstrādājuši bezvadu augsnes mitruma noteikšanas tehnoloģiju, kas lielā mērā ir bioloģiski noārdāma.Šis darbs ir svarīgs pavērsiens, novēršot atlikušās tehniskās nepilnības precīzajā lauksaimniecībā, piemēram, drošu izlietoto sensoru iekārtu iznīcināšanu.
Tā kā pasaules iedzīvotāju skaits turpina pieaugt, ir svarīgi optimizēt lauksaimniecības ražu un samazināt zemes un ūdens izmantošanu.Precīzās lauksaimniecības mērķis ir risināt šīs pretrunīgās vajadzības, izmantojot sensoru tīklus vides informācijas vākšanai, lai resursus varētu atbilstoši piešķirt lauksaimniecības zemei, kad un kur tie ir nepieciešami.
Droni un satelīti var savākt daudz informācijas, taču tie nav ideāli piemēroti augsnes mitruma un mitruma līmeņa noteikšanai.Optimālai datu apkopošanai mitruma mērīšanas ierīces jāuzstāda uz zemes ar lielu blīvumu.Ja sensors nav bioloģiski noārdāms, tas ir jāsavāc tā kalpošanas laika beigās, kas var būt darbietilpīgs un nepraktisks.Pašreizējā darba mērķis ir panākt elektronisko funkcionalitāti un bioloģisko noārdīšanos vienā tehnoloģijā.
"Mūsu sistēma ietver vairākus sensorus, bezvadu barošanas avotu un termiskās attēlveidošanas kameru, lai savāktu un pārraidītu sensoru un atrašanās vietas datus," skaidro pētījuma vadošais autors Takaaki Kasuga.“Augsnē esošās sastāvdaļas lielākoties ir videi draudzīgas un sastāv no nanopapīra.substrāts, dabīgā vaska aizsargpārklājums, oglekļa sildītājs un alvas vada stieple.
Tehnoloģijas pamatā ir fakts, ka bezvadu enerģijas pārneses uz sensoru efektivitāte atbilst sensora sildītāja temperatūrai un apkārtējās augsnes mitrumam.Piemēram, optimizējot sensora pozīciju un leņķi uz gludas augsnes, palielinot augsnes mitrumu no 5% līdz 30%, pārraides efektivitāte samazinās no ~46% līdz ~3%.Pēc tam termiskā attēlveidošanas kamera uzņem apgabala attēlus, lai vienlaikus savāktu augsnes mitruma un sensora atrašanās vietas datus.Ražas novākšanas sezonas beigās sensorus var ierakt augsnē, lai tie bioloģiski noārdās.
"Mēs veiksmīgi attēlojām apgabalus ar nepietiekamu augsnes mitrumu, izmantojot 12 sensorus 0,4 x 0,6 metru demonstrācijas laukā," sacīja Kasuga."Tā rezultātā mūsu sistēma var izturēt augstu sensoru blīvumu, kas nepieciešams precīzai lauksaimniecībai."
Šim darbam ir potenciāls optimizēt precīzo lauksaimniecību pasaulē, kurā arvien vairāk tiek ierobežoti resursi.Pētnieku tehnoloģijas efektivitātes palielināšana neideālos apstākļos, piemēram, slikts sensoru izvietojums un slīpuma leņķi rupjās augsnēs un, iespējams, citi augsnes vides rādītāji, kas pārsniedz augsnes mitruma līmeni, varētu novest pie tehnoloģijas plašas izmantošanas globālajā lauksaimniecībā. kopienai.