Pertanian Pintar Mampan dengan Penderia Lembapan Tanah Terbiodegradasi

Sumber tanah dan air yang semakin terhad telah mendorong pembangunan pertanian ketepatan, yang menggunakan teknologi penderiaan jauh untuk memantau data persekitaran udara dan tanah dalam masa nyata untuk membantu mengoptimumkan hasil tanaman.Memaksimumkan kemampanan teknologi sedemikian adalah penting untuk mengurus alam sekitar dengan betul dan mengurangkan kos.
Kini, dalam kajian yang diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal Advanced Sustainable Systems, penyelidik di Universiti Osaka telah membangunkan teknologi pengesan kelembapan tanah tanpa wayar yang sebahagian besarnya boleh terbiodegradasi.Kerja ini merupakan peristiwa penting dalam menangani kesesakan teknikal yang masih ada dalam pertanian ketepatan, seperti pelupusan selamat peralatan penderia terpakai.
Memandangkan populasi global terus berkembang, mengoptimumkan hasil pertanian dan meminimumkan penggunaan tanah dan air adalah penting.Pertanian ketepatan bertujuan untuk menangani keperluan yang bercanggah ini dengan menggunakan rangkaian penderia untuk mengumpul maklumat alam sekitar supaya sumber boleh diperuntukkan dengan sewajarnya kepada tanah ladang apabila dan di mana ia diperlukan.
Dron dan satelit boleh mengumpul banyak maklumat, tetapi ia tidak sesuai untuk menentukan kelembapan tanah dan tahap lembapan.Untuk pengumpulan data yang optimum, peranti pengukur kelembapan hendaklah dipasang di atas tanah pada ketumpatan tinggi.Jika sensor tidak boleh terbiodegradasi, ia mesti dikumpulkan pada akhir hayatnya, yang boleh menjadi intensif buruh dan tidak praktikal.Mencapai kefungsian elektronik dan biodegradasi dalam satu teknologi adalah matlamat kerja semasa.
"Sistem kami termasuk berbilang sensor, bekalan kuasa wayarles dan kamera pengimejan terma untuk mengumpul dan menghantar data penderiaan dan lokasi," jelas Takaaki Kasuga, pengarang utama kajian itu.“Komponen dalam tanah kebanyakannya mesra alam dan terdiri daripada kertas nano.substrat, salutan pelindung lilin semula jadi, pemanas karbon dan wayar 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 licin, meningkatkan kelembapan tanah daripada 5% kepada 30% mengurangkan kecekapan penghantaran daripada ~46% kepada ~3%.Kamera pengimejan terma kemudian merakam imej kawasan untuk mengumpul data lokasi penderia dan kelembapan tanah secara serentak.Pada penghujung musim menuai, penderia boleh ditanam di dalam tanah untuk terbiodegradasi.
"Kami berjaya menggambarkan kawasan dengan kelembapan tanah yang tidak mencukupi menggunakan 12 penderia dalam medan demonstrasi 0.4 x 0.6 meter," kata Kasuga."Hasilnya, sistem kami boleh mengendalikan ketumpatan sensor tinggi yang diperlukan untuk pertanian ketepatan."
Kerja ini berpotensi untuk mengoptimumkan pertanian ketepatan dalam dunia yang semakin terhad sumber.Memaksimumkan keberkesanan teknologi penyelidik di bawah keadaan tidak ideal, seperti penempatan sensor yang lemah dan sudut cerun pada tanah kasar dan mungkin penunjuk lain persekitaran tanah di luar tahap kelembapan tanah, boleh membawa kepada penggunaan teknologi yang meluas oleh pertanian global. masyarakat.