Smart sensorteknologi, der vil hjælpe landmænd med at bruge gødning mere effektivt og reducere miljøskader.
Teknologien, der er beskrevet i Natural Foods-magasinet, kan hjælpe producenter med at bestemme det bedste tidspunkt at anvende gødning på afgrøder og den nødvendige mængde gødning, under hensyntagen til faktorer som vejr- og jordbundsforhold. Dette vil reducere dyr og miljøskadelig overgødskning af jord, som frigiver drivhusgassen lattergas og forurener jord og vandveje.
I dag har overgødskning gjort 12% af verdens engang agerjord ubrugelig, og brugen af kvælstofgødning er steget med 600% i løbet af de sidste 50 år.
Det er imidlertid vanskeligt for afgrødeproducenter præcist at regulere deres gødningsforbrug: for meget, og de risikerer at skade miljøet, og for lidt brug, og de risikerer lavere udbytter;
Forskere bag den nye sensorteknologi siger, at den kan gavne miljøet og producenterne.
Sensoren, kaldet en papirbaseret kemisk funktionaliseret elektrisk gassensor (chemPEGS), måler mængden af ammonium i jorden, en forbindelse, der omdannes til nitrit og nitrat af jordbakterier. Den bruger en type kunstig intelligens kaldet maskinlæring, der kombinerer den med data om vejr, tid siden gødningspåføring, målinger af jordens pH-værdi og ledningsevne. Den bruger disse data til at forudsige jordens samlede kvælstofindhold nu og det samlede kvælstofindhold om 12 dage for at forudsige det bedste tidspunkt at påføre gødning.
Undersøgelsen viser, hvordan denne nye billige løsning kan hjælpe producenter med at få mest muligt ud af den mindst mulige mængde gødning, især til gødningsintensive afgrøder som hvede. Denne teknologi kan samtidig reducere producentomkostninger og miljøskader fra kvælstofgødning, den mest anvendte type gødning.
Ledende forsker Dr. Max Greer fra Institut for Bioingeniørvidenskab ved Imperial College London udtalte: "Problemet med overgødskning, både fra et miljømæssigt og økonomisk perspektiv, kan ikke overvurderes. Produktiviteten og den dertilhørende indkomst falder år efter år i år, og producenterne har i øjeblikket ikke de nødvendige værktøjer til at løse dette problem."
"Vores teknologi kan hjælpe med at løse dette problem ved at hjælpe avlere med at forstå de aktuelle ammoniak- og nitratniveauer i jorden og forudsige fremtidige niveauer baseret på vejrforhold. Dette giver dem mulighed for at finjustere deres gødningsanvendelse til de specifikke behov i deres jord og afgrøde."
Overskydende kvælstofgødning frigiver lattergas i luften, en drivhusgas, der er 300 gange kraftigere end kuldioxid og bidrager til klimakrisen. Overskydende gødning kan også skylles væk af regnvand til vandløb, hvilket fratager vandlevende organismer ilt, forårsager algeopblomstring og reducerer biodiversiteten.
Det er dog fortsat en udfordring at justere gødningsniveauet præcist, så det passer til jordens og afgrødernes behov. Test er sjælden, og nuværende metoder til måling af jordens kvælstof involverer at sende jordprøver til et laboratorium – en langvarig og dyr proces, hvis resultater er af begrænset nytte, når de når avlerne.
Dr. Firat Guder, seniorforfatter og ledende forsker ved Imperials Institut for Bioingeniørvidenskab, udtalte: "Det meste af vores mad kommer fra jorden – det er en ikke-fornyelig ressource, og hvis vi ikke beskytter den, mister vi den. Igen, kombineret med kvælstofforurening fra landbruget, skaber det et dilemma for planeten, som vi håber at kunne løse gennem præcisionslandbrug, hvilket vi håber vil bidrage til at reducere overgødskning, samtidig med at det øger afgrødeudbyttet og avlernes profit."
Udsendelsestidspunkt: 20. maj 2024