Intelligens érzékelőtechnológia, amely segít a gazdálkodóknak hatékonyabban felhasználni a műtrágyát és csökkenteni a környezeti károkat.
A Natural Foods magazinban ismertetett technológia segíthet a termelőknek meghatározni a műtrágya kijuttatásának legjobb időpontját és a szükséges műtrágya mennyiségét, figyelembe véve olyan tényezőket, mint az időjárás és a talajviszonyok. Ez csökkenti a talajok költséges és környezetre káros túltrágyázását, amely üvegházhatású dinitrogén-oxid gázt bocsát ki, és szennyezi a talajt és a vízi utakat.
Napjainkban a túltrágyázás a világ egykor szántóterületeinek 12%-át tette használhatatlanná, a nitrogénműtrágyák felhasználása pedig az elmúlt 50 évben 600%-kal nőtt.
A növénytermesztők számára azonban nehéz pontosan szabályozni a műtrágya-felhasználást: túl sok, és kockáztatják a környezet károsítását, túl kevés pedig alacsonyabb hozamot kockáztat;
Az új szenzortechnológia kutatói szerint az a környezet és a termelők számára is előnyös lehet.
A papíralapú, kémiailag funkcionalizált elektromos gázérzékelőnek (chemPEGS) nevezett érzékelő a talajban lévő ammónium mennyiségét méri, amely vegyületet a talajbaktériumok nitritté és nitráttá alakítanak. A szenzor egyfajta mesterséges intelligenciát, az úgynevezett gépi tanulást használ, amelyet az időjárási adatokkal, a műtrágya kijuttatása óta eltelt idővel, a talaj pH-értékének és vezetőképességének méréseivel kombinál. Ezeket az adatokat felhasználva megjósolja a talaj jelenlegi és 12 nap múlvai teljes nitrogéntartalmát, így megjósolva a műtrágya kijuttatásának legjobb időpontját.
A tanulmány bemutatja, hogyan segíthet ez az új, alacsony költségű megoldás a termelőknek abban, hogy a lehető legkevesebb műtrágyából hozhassák ki a legtöbbet, különösen a műtrágyaigényes növények, például a búza esetében. Ez a technológia egyidejűleg csökkentheti a termelői költségeket és a nitrogénműtrágyák, a legszélesebb körben használt műtrágyatípus környezeti kárait.
Dr. Max Greer, a londoni Imperial College Biomérnöki Tanszékének vezető kutatója elmondta: „A túltrágyázás problémája, mind környezeti, mind gazdasági szempontból, nem eléggé hangsúlyozható. A termelékenység és a kapcsolódó jövedelem évről évre csökken, és a gyártók jelenleg nem rendelkeznek a probléma kezeléséhez szükséges eszközökkel.”
„Technológiánk segíthet megoldani ezt a problémát azáltal, hogy segít a termelőknek megérteni a talaj jelenlegi ammónia- és nitrátszintjét, és az időjárási viszonyok alapján megjósolni a jövőbeni szinteket. Ez lehetővé teszi számukra, hogy a műtrágya kijuttatását a talaj és a növény sajátos igényeihez igazítsák.”
A túlzott nitrogénműtrágya nitrogén-oxidot juttat a levegőbe, egy üvegházhatású gázt, amely 300-szor erősebb, mint a szén-dioxid, és hozzájárul az éghajlati válsághoz. A túlzott műtrágyát az esővíz is elmoshatja a vízi utakba, megfosztva a vízi élővilágot az oxigéntől, algavirágzást okozva és csökkentve a biológiai sokféleséget.
A műtrágyaszintek talaj- és növényi igényekhez való pontos hozzáigazítása azonban továbbra is kihívást jelent. A tesztelés ritka, és a talajnitrogén mérésére szolgáló jelenlegi módszerek magukban foglalják a talajminták laboratóriumba küldését – ez egy hosszadalmas és költséges folyamat, amelynek eredményei csak korlátozottan hasznosíthatók mire eljutnak a termelőkhöz.
Dr. Firat Guder, az Imperial Egyetem Biomérnöki Tanszékének vezető szerzője és kutatója elmondta: „Élelmiszerünk nagy része a talajból származik – ez egy nem megújuló erőforrás, és ha nem védjük, elveszítjük. Ismét, a mezőgazdaságból származó nitrogénszennyezéssel együtt egy olyan dilemmát teremt a bolygó számára, amelyet remélhetőleg a precíziós mezőgazdaság révén tudunk megoldani, amely reményeink szerint segít csökkenteni a túltrágyázást, miközben növeli a terméshozamot és a termelők profitját.”
Közzététel ideje: 2024. május 20.