Stadig begrensede land- og vannressurser har ansporet utviklingen av presisjonslandbruk, som bruker fjernmålingsteknologi for å overvåke luft- og jordmiljødata i sanntid for å hjelpe med å optimalisere avlingene.Maksimering av bærekraften til slike teknologier er avgjørende for å håndtere miljøet på riktig måte og redusere kostnadene.
Nå, i en studie nylig publisert i tidsskriftet Advanced Sustainable Systems, har forskere ved Osaka University utviklet en trådløs jordfuktighetssensorteknologi som i stor grad er biologisk nedbrytbar.Dette arbeidet er en viktig milepæl når det gjelder å adressere gjenværende tekniske flaskehalser i presisjonslandbruk, for eksempel sikker avhending av brukt sensorutstyr.
Ettersom den globale befolkningen fortsetter å vokse, er det avgjørende å optimalisere jordbruksavlingene og minimere bruken av land og vann.Presisjonslandbruk tar sikte på å møte disse motstridende behovene ved å bruke sensornettverk for å samle inn miljøinformasjon slik at ressursene kan allokeres på riktig måte til jordbruksland når og hvor de trengs.
Droner og satellitter kan samle inn et vell av informasjon, men de er ikke ideelle for å bestemme jordfuktighet og fuktighetsnivåer.For optimal datainnsamling bør fuktighetsmålere installeres på bakken med høy tetthet.Hvis sensoren ikke er biologisk nedbrytbar, må den samles opp ved slutten av levetiden, noe som kan være arbeidskrevende og upraktisk.Å oppnå elektronisk funksjonalitet og biologisk nedbrytbarhet i én teknologi er målet for det nåværende arbeidet.
"Vårt system inkluderer flere sensorer, en trådløs strømforsyning og et termisk bildekamera for å samle inn og overføre sanse- og plasseringsdata," forklarer Takaaki Kasuga, hovedforfatter av studien.– Komponentene i jorda er for det meste miljøvennlige og består av nanopapir.substrat, naturlig voksbeskyttende belegg, karbonvarmer og tinnledertråd."
Teknologien er basert på at effektiviteten av trådløs energioverføring til sensoren tilsvarer temperaturen på sensorvarmeren og fuktigheten i den omkringliggende jorden.For eksempel, når du optimaliserer sensorposisjon og vinkel på glatt jord, reduserer økning av jordfuktigheten fra 5 % til 30 % overføringseffektiviteten fra ~46% til ~3%.Det termiske kameraet tar deretter bilder av området for samtidig å samle inn jordfuktighet og sensorposisjonsdata.På slutten av innhøstingssesongen kan sensorene graves ned i jorda for å brytes ned biologisk.
"Vi har avbildet områder med utilstrekkelig jordfuktighet ved å bruke 12 sensorer i et demonstrasjonsfelt på 0,4 x 0,6 meter," sa Kasuga."Som et resultat kan systemet vårt håndtere den høye sensortettheten som trengs for presisjonslandbruk."
Dette arbeidet har potensial til å optimalisere presisjonslandbruk i en stadig mer ressursbegrenset verden.Maksimering av effektiviteten til forskernes teknologi under ikke-ideelle forhold, som dårlig sensorplassering og skråningsvinkler på grov jord og kanskje andre indikatorer på jordmiljøet utover jordfuktighetsnivåer, kan føre til utstrakt bruk av teknologien i det globale landbruket. samfunnet.
Innleggstid: 30. april 2024