Stadig mere begrænsede jord- og vandressourcer har ansporet udviklingen af præcisionslandbrug, som bruger fjernmålingsteknologi til at overvåge luft- og jordmiljødata i realtid for at hjælpe med at optimere afgrødeudbyttet.Maksimering af bæredygtigheden af sådanne teknologier er afgørende for at kunne styre miljøet korrekt og reducere omkostningerne.
Nu, i en undersøgelse, der for nylig er offentliggjort i tidsskriftet Advanced Sustainable Systems, har forskere ved Osaka University udviklet en trådløs jordfugtighedssensorteknologi, der stort set er biologisk nedbrydelig.Dette arbejde er en vigtig milepæl i forhold til at løse resterende tekniske flaskehalse i præcisionslandbrug, såsom sikker bortskaffelse af brugt sensorudstyr.
Da den globale befolkning fortsætter med at vokse, er optimering af landbrugsudbyttet og minimering af jord- og vandforbrug afgørende.Præcisionslandbrug sigter mod at imødekomme disse modstridende behov ved at bruge sensornetværk til at indsamle miljøoplysninger, så ressourcer kan allokeres passende til landbrugsjord, når og hvor de er nødvendige.
Droner og satellitter kan indsamle et væld af informationer, men de er ikke ideelle til at bestemme jordens fugtighed og fugtniveauer.For at opnå optimal dataindsamling bør fugtmåleanordninger installeres på jorden med høj tæthed.Hvis sensoren ikke er biologisk nedbrydelig, skal den indsamles ved slutningen af dens levetid, hvilket kan være arbejdskrævende og upraktisk.At opnå elektronisk funktionalitet og biologisk nedbrydelighed i én teknologi er målet for det nuværende arbejde.
"Vores system inkluderer flere sensorer, en trådløs strømforsyning og et termisk billedkamera til at indsamle og transmittere registrerings- og lokaliseringsdata," forklarer Takaaki Kasuga, hovedforfatter af undersøgelsen.”Komponenterne i jorden er for det meste miljøvenlige og består af nanopapir.substrat, naturlig voksbeskyttende belægning, kulvarmer og tinledertråd."
Teknologien er baseret på, at effektiviteten af trådløs energioverførsel til sensoren svarer til temperaturen på sensorvarmeren og fugtigheden i den omgivende jord.Når f.eks. sensorposition og -vinkel optimeres på glat jord, reducerer en øget jordfugtighed fra 5 % til 30 % transmissionseffektiviteten fra ~46% til ~3%.Det termiske kamera tager derefter billeder af området for samtidig at indsamle jordfugtighed og sensorplaceringsdata.I slutningen af høstsæsonen kan sensorerne begraves i jorden for at nedbrydes biologisk.
"Vi har med succes afbildet områder med utilstrækkelig jordfugtighed ved hjælp af 12 sensorer i et 0,4 x 0,6 meter demonstrationsfelt," sagde Kasuga."Som et resultat kan vores system håndtere den høje sensortæthed, der er nødvendig for præcisionslandbrug."
Dette arbejde har potentialet til at optimere præcisionslandbrug i en verden med stadig mere ressourcebegrænsning.Maksimering af effektiviteten af forskernes teknologi under ikke-ideelle forhold, såsom dårlig sensorplacering og hældningsvinkler på grov jord og måske andre indikatorer for jordmiljøet ud over jordens fugtniveauer, kan føre til udbredt brug af teknologien i det globale landbrug. fællesskab.
Indlægstid: 30-apr-2024