Az egyre korlátozottabb föld- és vízkészletek ösztönözték a precíziós mezőgazdaság fejlődését, amely távérzékelési technológiát alkalmaz a levegő és a talaj környezeti adatainak valós időben történő monitorozására a terméshozamok optimalizálása érdekében.Az ilyen technológiák fenntarthatóságának maximalizálása kritikus fontosságú a környezet megfelelő kezelése és a költségek csökkentése érdekében.
Az Advanced Sustainable Systems folyóiratban nemrég megjelent tanulmányban az Osaka Egyetem kutatói vezeték nélküli talajnedvesség-érzékelő technológiát fejlesztettek ki, amely nagyrészt biológiailag lebomlik.Ez a munka fontos mérföldkő a precíziós mezőgazdaság fennmaradó technikai szűk keresztmetszete megoldásában, például a használt érzékelőberendezések biztonságos ártalmatlanításában.
Mivel a világ népessége folyamatosan növekszik, elengedhetetlen a mezőgazdasági hozamok optimalizálása, valamint a föld- és vízhasználat minimalizálása.A precíziós mezőgazdaság célja ezeknek az ellentmondó igényeknek a megoldása azáltal, hogy szenzorhálózatokat használ a környezeti információk összegyűjtésére, hogy az erőforrásokat megfelelő módon lehessen hozzárendelni a termőföldekhez, amikor és ahol szükség van rájuk.
A drónok és műholdak rengeteg információt gyűjthetnek, de nem ideálisak a talaj nedvességtartalmának és nedvességtartalmának meghatározására.Az optimális adatgyűjtés érdekében nedvességmérő eszközöket kell a talajra nagy sűrűséggel telepíteni.Ha az érzékelő biológiailag nem lebomlik, akkor élettartama végén össze kell gyűjteni, ami munkaigényes és nem praktikus lehet.A jelenlegi munka célja az elektronikus funkcionalitás és a biológiai lebonthatóság elérése egy technológiában.
"Rendszerünk több érzékelőt, vezeték nélküli tápegységet és hőkamerát tartalmaz az érzékelési és helyadatok összegyűjtésére és továbbítására" - magyarázza Takaaki Kasuga, a tanulmány vezető szerzője.„A talajban lévő komponensek többnyire környezetbarátak és nanopapírból állnak.aljzat, természetes viasz védőbevonat, szénfűtő és ón vezetékhuzal.”
A technológia azon alapul, hogy a vezeték nélküli energiaátvitel hatékonysága az érzékelőhöz megfelel az érzékelő fűtőelemének hőmérsékletének és a környező talaj páratartalmának.Például ha sima talajon optimalizálja az érzékelő helyzetét és szögét, a talaj nedvességtartalmának 5%-ról 30%-ra történő növelése az átviteli hatékonyságot ~46%-ról ~3%-ra csökkenti.A hőkamera ezután képeket készít a területről, hogy egyszerre gyűjtse a talajnedvesség és az érzékelő helyadatait.A betakarítási időszak végén az érzékelőket a talajba lehet temetni, hogy biológiailag lebomlanak.
„Sikeresen leképeztük az elégtelen talajnedvességű területeket 12 érzékelővel egy 0,4 x 0,6 méteres bemutatómezőn” – mondta Kasuga."Ennek eredményeként rendszerünk képes kezelni a precíziós mezőgazdasághoz szükséges nagy szenzorsűrűséget."
Ez a munka képes optimalizálni a precíziós mezőgazdaságot egy egyre szűkösebb erőforrásokkal rendelkező világban.A kutatók technológiájának hatékonyságának maximalizálása nem ideális körülmények között, például rossz érzékelők elhelyezése és lejtős szögek durva talajokon és esetleg a talaj nedvességszintjén túlmutató talajkörnyezeti mutatói esetén a technológia széles körben történő alkalmazásához vezethet a globális mezőgazdaságban. közösség.
Feladás időpontja: 2024.04.30