Üha piiratumad maa- ja veeressursid on ergutanud täppispõllumajanduse arengut, mis kasutab kaugseiretehnoloogiat õhu ja pinnase keskkonnaandmete jälgimiseks reaalajas, et aidata optimeerida saagikust. Selliste tehnoloogiate jätkusuutlikkuse maksimeerimine on kriitilise tähtsusega keskkonna nõuetekohaseks haldamiseks ja kulude vähendamiseks.
Hiljuti ajakirjas Advanced Sustainable Systems avaldatud uuringus on Osaka ülikooli teadlased välja töötanud traadita mulla niiskuse tuvastamise tehnoloogia, mis on suures osas biolagunev. See töö on oluline verstapost täppispõllumajanduses allesjäänud tehniliste kitsaskohtade, näiteks kasutatud andurite ohutu utiliseerimise, lahendamisel.
Kuna maailma rahvaarv kasvab jätkuvalt, on põllumajandusliku saagikuse optimeerimine ning maa ja vee kasutamise minimeerimine ülioluline. Täppispõllumajanduse eesmärk on lahendada need vastuolulised vajadused, kasutades andurivõrke keskkonnateabe kogumiseks, et ressursse saaks põllumaale asjakohaselt jaotada siis, kui ja kus neid vaja on.
Droonid ja satelliidid suudavad koguda palju teavet, kuid need ei ole ideaalsed mulla niiskuse ja niiskustaseme määramiseks. Optimaalse andmekogumise tagamiseks tuleks niiskuse mõõtmise seadmed paigaldada maapinnale suure tihedusega. Kui andur ei ole biolagunev, tuleb see oma eluea lõpus koguda, mis võib olla töömahukas ja ebapraktiline. Praeguse töö eesmärk on saavutada elektrooniline funktsionaalsus ja biolagunevus ühes tehnoloogias.
„Meie süsteem sisaldab mitut andurit, traadita toiteallikat ja termokaamerat sensori- ja asukohaandmete kogumiseks ja edastamiseks,“ selgitab uuringu juhtiv autor Takaaki Kasuga. „Mulla komponendid on enamasti keskkonnasõbralikud ning koosnevad nanopaberist, aluspinnast, looduslikust vahast kaitsekattest, süsinikkuumutist ja tinajuhtmest.“
Tehnoloogia põhineb asjaolul, et juhtmevaba energiaülekande efektiivsus andurile vastab anduri soojendi temperatuurile ja ümbritseva pinnase niiskusele. Näiteks anduri asukoha ja nurga optimeerimisel siledal pinnasel vähendab mulla niiskuse suurendamine 5%-lt 30%-le edastuse efektiivsust ~46%-lt ~3%-le. Seejärel jäädvustab termokaamera piirkonnast pilte, et koguda samaaegselt mulla niiskuse ja andurite asukoha andmeid. Saagikoristushooaja lõpus saab andurid biolagundamiseks pinnasesse matta.
„Meil õnnestus 0,4 x 0,6 meetri suurusel demonstratsiooniväljal 12 anduri abil edukalt jäädvustada ebapiisava mullaniiskusega alasid,“ ütles Kasuga. „Selle tulemusena saab meie süsteem hakkama täppispõllumajanduse jaoks vajaliku suure andurite tihedusega.“
Sellel tööl on potentsiaali optimeerida täppispõllumajandust üha ressursipiirangulisemas maailmas. Teadlaste tehnoloogia efektiivsuse maksimeerimine mitteideaalsetes tingimustes, näiteks andurite vale paigutus ja kaldenurgad jämedatel muldadel ning võib-olla ka muud mullakeskkonna näitajad peale mulla niiskustaseme, võiks viia tehnoloogia laialdase kasutamiseni ülemaailmses põllumajandusringkondades.
Postituse aeg: 30. aprill 2024