Čoraz obmedzenejšia pôda a vodné zdroje podnietili rozvoj presného poľnohospodárstva, ktoré využíva technológiu diaľkového snímania na monitorovanie údajov o ovzduší a pôde v reálnom čase, aby pomohla optimalizovať výnosy plodín.Maximalizácia udržateľnosti takýchto technológií je rozhodujúca pre správne riadenie životného prostredia a zníženie nákladov.
Teraz v štúdii, ktorá bola nedávno publikovaná v časopise Advanced Sustainable Systems, výskumníci z univerzity v Osake vyvinuli technológiu bezdrôtového snímania pôdnej vlhkosti, ktorá je do značnej miery biologicky odbúrateľná.Táto práca je dôležitým míľnikom pri riešení zostávajúcich technických prekážok v presnom poľnohospodárstve, ako je napríklad bezpečná likvidácia použitých senzorových zariadení.
Keďže celosvetová populácia neustále rastie, je nevyhnutné optimalizovať poľnohospodárske výnosy a minimalizovať využívanie pôdy a vody.Presné poľnohospodárstvo sa zameriava na riešenie týchto protichodných potrieb pomocou senzorových sietí na zhromažďovanie informácií o životnom prostredí, aby bolo možné zdroje primerane prideliť poľnohospodárskej pôde, keď a kde sú potrebné.
Drony a satelity dokážu zhromaždiť množstvo informácií, no nie sú ideálne na určenie pôdnej vlhkosti a úrovne vlhkosti.Pre optimálny zber údajov by mali byť zariadenia na meranie vlhkosti inštalované na zemi s vysokou hustotou.Ak senzor nie je biologicky odbúrateľný, musí sa na konci svojej životnosti zozbierať, čo môže byť náročné na prácu a nepraktické.Dosiahnutie elektronickej funkčnosti a biologickej odbúrateľnosti v jednej technológii je cieľom súčasnej práce.
„Náš systém obsahuje viacero senzorov, bezdrôtový zdroj napájania a termovíznu kameru na zhromažďovanie a prenos údajov zo snímania a polohy,“ vysvetľuje Takaaki Kasuga, hlavný autor štúdie.„Zložky v pôde sú väčšinou ekologické a pozostávajú z nanopapiera.substrát, ochranný povlak z prírodného vosku, uhlíkový ohrievač a cínový vodič."
Technológia je založená na skutočnosti, že účinnosť bezdrôtového prenosu energie do snímača zodpovedá teplote ohrievača snímača a vlhkosti okolitej pôdy.Napríklad pri optimalizácii polohy a uhla snímača na hladkej pôde, zvýšenie pôdnej vlhkosti z 5 % na 30 % znižuje účinnosť prenosu z ~ 46 % na ~ 3 %.Termovízna kamera potom zachytáva snímky oblasti, aby súčasne zbierala pôdnu vlhkosť a údaje o polohe senzora.Na konci sezóny zberu môžu byť senzory zakopané v pôde, aby sa biodegradovali.
"Úspešne sme zobrazili oblasti s nedostatočnou vlhkosťou pôdy pomocou 12 senzorov na demonštračnom poli s rozmermi 0,4 x 0,6 metra," povedal Kasuga."V dôsledku toho náš systém zvládne vysokú hustotu senzorov potrebnú pre presné poľnohospodárstvo."
Táto práca má potenciál optimalizovať presné poľnohospodárstvo vo svete, ktorý je čoraz viac obmedzený na zdroje.Maximalizácia účinnosti technológie výskumníkov v neideálnych podmienkach, ako je zlé umiestnenie senzorov a uhly sklonu na hrubých pôdach a možno aj iné ukazovatele pôdneho prostredia mimo úrovne pôdnej vlhkosti, by mohli viesť k širokému využívaniu technológie v globálnom poľnohospodárstve. komunity.
Čas odoslania: 30. apríla 2024