Sumber tanah dan air yang semakin terhad telah mendorong pembangunan pertanian jitu, yang menggunakan teknologi penderiaan jauh untuk memantau data persekitaran udara dan tanah dalam masa nyata bagi membantu mengoptimumkan hasil tanaman. Memaksimumkan kemampanan teknologi sedemikian adalah penting untuk mengurus alam sekitar dengan betul dan mengurangkan kos.
Kini, dalam satu kajian yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Advanced Sustainable Systems, para penyelidik di Universiti Osaka telah membangunkan teknologi pengesanan kelembapan tanah tanpa wayar yang sebahagian besarnya boleh terbiodegradasi. Kerja ini merupakan satu pencapaian penting dalam menangani kesesakan teknikal yang masih ada dalam pertanian jitu, seperti pelupusan peralatan sensor terpakai yang selamat.
Memandangkan populasi global terus berkembang, mengoptimumkan hasil pertanian dan meminimumkan penggunaan tanah dan air adalah penting. Pertanian jitu bertujuan untuk menangani keperluan yang bercanggah ini dengan menggunakan rangkaian sensor untuk mengumpul maklumat alam sekitar supaya sumber boleh diperuntukkan dengan sewajarnya kepada tanah pertanian apabila dan di mana ia diperlukan.
Dron dan satelit boleh mengumpul pelbagai maklumat, tetapi ia tidak sesuai untuk menentukan kelembapan tanah dan tahap kelembapan. Untuk pengumpulan data yang optimum, peranti pengukur kelembapan perlu dipasang di atas tanah pada ketumpatan yang tinggi. Jika sensor tidak terbiodegradasi, ia mesti dikumpulkan pada akhir hayatnya, yang boleh memakan banyak tenaga kerja dan tidak praktikal. Mencapai fungsi elektronik dan kebolehbiodegradasian dalam satu teknologi adalah matlamat kerja semasa.
“Sistem kami merangkumi pelbagai sensor, bekalan kuasa tanpa wayar dan kamera pengimejan haba untuk mengumpul dan menghantar data pengesanan dan lokasi,” jelas Takaaki Kasuga, penulis utama kajian ini. “Komponen dalam tanah kebanyakannya mesra alam dan terdiri daripada kertas nano, substrat, salutan pelindung lilin semula jadi, pemanas karbon dan dawai konduktor timah.”
Teknologi ini berdasarkan fakta bahawa kecekapan pemindahan tenaga tanpa wayar ke sensor sepadan dengan suhu pemanas sensor dan kelembapan tanah di sekelilingnya. Contohnya, apabila mengoptimumkan kedudukan dan sudut sensor pada tanah yang licin, peningkatan kelembapan tanah daripada 5% kepada 30% mengurangkan kecekapan penghantaran daripada ~46% kepada ~3%. Kamera pengimejan terma kemudiannya merakam imej kawasan tersebut untuk mengumpul data kelembapan tanah dan lokasi sensor secara serentak. Pada akhir musim menuai, sensor boleh ditanam di dalam tanah untuk terbiodegradasi.
“Kami berjaya mencerap kawasan yang mempunyai kelembapan tanah yang tidak mencukupi menggunakan 12 sensor dalam medan demonstrasi 0.4 x 0.6 meter,” kata Kasuga. “Hasilnya, sistem kami boleh mengendalikan ketumpatan sensor tinggi yang diperlukan untuk pertanian jitu.”
Kerja ini berpotensi untuk mengoptimumkan pertanian jitu dalam dunia yang semakin terhad sumbernya. Memaksimumkan keberkesanan teknologi penyelidik di bawah keadaan yang tidak ideal, seperti penempatan sensor yang lemah dan sudut cerun pada tanah kasar dan mungkin petunjuk lain persekitaran tanah di luar tahap kelembapan tanah, boleh menyebabkan penggunaan teknologi secara meluas oleh komuniti pertanian global.
Masa siaran: 30-Apr-2024