• sidehoved_baggrund

Bæredygtigt intelligent landbrug med bionedbrydelig jordfugtighedssensor

Stadig mere begrænsede jord- og vandressourcer har ansporet udviklingen af præcisionslandbrug, som bruger fjernmålingsteknologi til at overvåge luft- og jordmiljødata i realtid for at optimere afgrødeudbyttet. Maksimering af bæredygtigheden af sådanne teknologier er afgørende for korrekt miljøforvaltning og reduktion af omkostninger.
I et studie, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Advanced Sustainable Systems, har forskere ved Osaka University udviklet en trådløs teknologi til jordfugtighedsmåling, der i vid udstrækning er bionedbrydelig. Dette arbejde er en vigtig milepæl i at håndtere de resterende tekniske flaskehalse i præcisionslandbrug, såsom sikker bortskaffelse af brugt sensorudstyr.
Efterhånden som den globale befolkning fortsætter med at vokse, er det afgørende at optimere landbrugsudbyttet og minimere jord- og vandforbruget. Præcisionslandbrug sigter mod at imødekomme disse modstridende behov ved at bruge sensornetværk til at indsamle miljøoplysninger, så ressourcerne kan allokeres passende til landbrugsjord, når og hvor der er behov for dem.
Droner og satellitter kan indsamle en mængde information, men de er ikke ideelle til at bestemme jordens fugtighed og fugtniveauer. For optimal dataindsamling bør fugtighedsmålere installeres på jorden med en høj tæthed. Hvis sensoren ikke er bionedbrydelig, skal den indsamles ved slutningen af dens levetid, hvilket kan være arbejdskrævende og upraktisk. Målet med det nuværende arbejde er at opnå elektronisk funktionalitet og bionedbrydelighed i én teknologi.
"Vores system inkluderer flere sensorer, en trådløs strømforsyning og et termisk kamera til at indsamle og transmittere sensor- og positionsdata," forklarer Takaaki Kasuga, hovedforfatter af undersøgelsen. "Komponenterne i jorden er for det meste miljøvenlige og består af nanopapir, et substrat, en beskyttende belægning af naturlig voks, et kulstofvarmeelement og en tinledertråd."
Teknologien er baseret på, at effektiviteten af den trådløse energioverførsel til sensoren svarer til temperaturen på sensorvarmeren og luftfugtigheden i den omgivende jord. For eksempel, når sensorens position og vinkel optimeres på glat jord, reduceres transmissionseffektiviteten fra ~46% til ~3% ved at øge jordfugtigheden fra 5% til 30%. Termografikameraet optager derefter billeder af området for samtidig at indsamle jordfugtigheds- og sensorplaceringsdata. Ved slutningen af høstsæsonen kan sensorerne begraves i jorden for at bionedbrydes.
"Vi har med succes afbildet områder med utilstrækkelig jordfugtighed ved hjælp af 12 sensorer i en demonstrationsmark på 0,4 x 0,6 meter," sagde Kasuga. "Som et resultat kan vores system håndtere den høje sensortæthed, der er nødvendig for præcisionslandbrug."
Dette arbejde har potentiale til at optimere præcisionslandbrug i en verden med stadigt mere ressourcebegrænsede forhold. Maksimering af effektiviteten af forskernes teknologi under ikke-ideelle forhold, såsom dårlig sensorplacering og hældningsvinkler på grovere jorde og måske andre indikatorer for jordmiljøet ud over jordens fugtighedsniveauer, kan føre til udbredt brug af teknologien i det globale landbrugssamfund.

https://www.alibaba.com/product-detail/HIGH-PRECISION-LOW-POWER-SOIL-TEMPERATURE_1600404218983.html?spm=a2747.manage.0.0.2bca71d2tL13VO


Opslagstidspunkt: 30. april 2024