Analītiskais sensors palīdz lauksaimniekiem pārvaldīt mēslojuma lietošanu

Viedā sensoru tehnoloģija, kas palīdzēs lauksaimniekiem efektīvāk izmantot mēslojumu un samazināt kaitējumu videi.
Tehnoloģija, kas aprakstīta žurnālā “Natural Foods”, var palīdzēt ražotājiem noteikt labāko laiku mēslojuma lietošanai kultūraugiem un nepieciešamo mēslojuma daudzumu, ņemot vērā tādus faktorus kā laika apstākļi un augsnes apstākļi. Tas samazinās dārgo un videi kaitīgo augsnes pārmērīgu mēslošanu, kuras rezultātā izdalās siltumnīcefekta gāze slāpekļa oksīds un piesārņo augsni un ūdensceļus.
Mūsdienās pārmērīga mēslošana ir padarījusi 12% no pasaules kādreiz aramzemes neizmantojamām, un slāpekļa mēslošanas līdzekļu izmantošana pēdējo 50 gadu laikā ir palielinājusies par 600%.
Tomēr kultūraugu audzētājiem ir grūti precīzi regulēt mēslošanas līdzekļu lietošanu: ja mēslošanas līdzekļu ir pārāk daudz, pastāv risks kaitēt videi, bet, ja mēslošanas līdzekļu ir pārāk maz, pastāv risks samazināt ražu;
Jaunās sensoru tehnoloģijas pētnieki apgalvo, ka tā varētu dot labumu videi un ražotājiem.
Sensors, ko sauc par uz papīra bāzes veidotu ķīmiski funkcionalizētu elektrisko gāzes sensoru (chemPEGS), mēra amonija daudzumu augsnē – savienojumu, ko augsnes baktērijas pārvērš nitrītos un nitrātos. Tas izmanto mākslīgā intelekta veidu, ko sauc par mašīnmācīšanos, apvienojot to ar datiem par laikapstākļiem, laiku kopš mēslojuma lietošanas, augsnes pH un vadītspējas mērījumiem. Tas izmanto šos datus, lai prognozētu kopējo slāpekļa saturu augsnē tagad un kopējo slāpekļa saturu 12 dienas nākotnē, lai prognozētu labāko laiku mēslojuma lietošanai.
Pētījums parāda, kā šis jaunais, zemo izmaksu risinājums var palīdzēt ražotājiem gūt maksimālu labumu no vismazākā mēslojuma daudzuma, īpaši attiecībā uz mēslošanas intensīvām kultūrām, piemēram, kviešiem. Šī tehnoloģija varētu vienlaikus samazināt ražotāju izmaksas un slāpekļa mēslošanas līdzekļu, visplašāk izmantotā mēslojuma veida, radīto kaitējumu videi.
Vadošais pētnieks Dr. Makss Grīrs no Londonas Imperiālās koledžas Bioinženierijas katedras sacīja: “Pārmēslošanas problēma gan no vides, gan ekonomiskā viedokļa ir nenovērtējama. Produktivitāte un ar to saistītie ienākumi samazinās gadu no gada. Šogad ražotājiem pašlaik nav nepieciešamo instrumentu, lai risinātu šo problēmu.”
“Mūsu tehnoloģija var palīdzēt atrisināt šo problēmu, palīdzot audzētājiem izprast pašreizējo amonjaka un nitrātu līmeni augsnē un prognozēt turpmākos līmeņus, pamatojoties uz laika apstākļiem. Tas ļauj viņiem precīzi pielāgot mēslojuma lietošanu augsnes un kultūraugu īpašajām vajadzībām.”
Pārmērīgs slāpekļa mēslojums gaisā izdala slāpekļa oksīdu — siltumnīcefekta gāzi, kas ir 300 reizes spēcīgāka par oglekļa dioksīdu un veicina klimata krīzi. Lieko mēslojumu var arī noskalot ar lietus ūdeni ūdenstilpnēs, atņemot ūdens organismiem skābekli, izraisot aļģu ziedēšanu un samazinot bioloģisko daudzveidību.
Tomēr precīza mēslošanas līdzekļu līmeņa pielāgošana augsnes un kultūraugu vajadzībām joprojām ir izaicinājums. Testēšana notiek reti, un pašreizējās augsnes slāpekļa mērīšanas metodes ietver augsnes paraugu nosūtīšanu uz laboratoriju — tas ir ilgs un dārgs process, kura rezultāti ir ierobežoti izmantojami, kad tie nonāk pie audzētājiem.
Dr. Firats Guders, vecākais autors un vadošais pētnieks Imperiālās universitātes Bioinženierijas katedrā, sacīja: "Lielākā daļa mūsu pārtikas nāk no augsnes — tas ir neatjaunojams resurss, un, ja mēs to neaizsargāsim, mēs to zaudēsim. Atkal apvienojumā ar slāpekļa piesārņojumu no lauksaimniecības rada planētai mīklu, kuru mēs ceram palīdzēt atrisināt ar precīzās lauksaimniecības palīdzību, kas, mēs ceram, palīdzēs samazināt pārmērīgu mēslošanu, vienlaikus palielinot ražas apjomu un audzētāju peļņu."