Teknologi sensor pintar yang akan membantu petani menggunakan baja dengan lebih cekap dan mengurangkan kerosakan alam sekitar.
Teknologi yang diterangkan dalam majalah Natural Foods ini boleh membantu pengeluar menentukan masa terbaik untuk menggunakan baja pada tanaman dan jumlah baja yang diperlukan, dengan mengambil kira faktor-faktor seperti cuaca dan keadaan tanah. Ini akan mengurangkan pembajaan tanah yang berlebihan yang mahal dan berbahaya kepada alam sekitar, yang melepaskan gas rumah hijau nitrus oksida dan mencemarkan tanah dan saluran air.
Hari ini, pembajaan yang berlebihan telah menyebabkan 12% daripada tanah pertanian dunia yang dahulunya tidak dapat digunakan, dan penggunaan baja nitrogen telah meningkat sebanyak 600% sejak 50 tahun yang lalu.
Walau bagaimanapun, adalah sukar bagi pengeluar tanaman untuk mengawal selia penggunaan baja mereka dengan tepat: terlalu banyak dan mereka berisiko merosakkan alam sekitar dan berbelanja terlalu sedikit dan mereka berisiko menghasilkan hasil yang lebih rendah;
Penyelidik di teknologi sensor baharu itu mengatakan ia boleh memberi manfaat kepada alam sekitar dan pengeluar.
Sensor yang dipanggil sensor gas elektrik berfungsi secara kimia berasaskan kertas (chemPEGS) mengukur jumlah ammonium dalam tanah, sejenis sebatian yang ditukar menjadi nitrit dan nitrat oleh bakteria tanah. Ia menggunakan sejenis kecerdasan buatan yang dipanggil pembelajaran mesin, menggabungkannya dengan data tentang cuaca, masa sejak penggunaan baja, pengukuran pH tanah dan kekonduksian. Ia menggunakan data ini untuk meramalkan jumlah kandungan nitrogen tanah sekarang dan jumlah kandungan nitrogen 12 hari akan datang untuk meramalkan masa terbaik untuk menggunakan baja.
Kajian ini menunjukkan bagaimana penyelesaian kos rendah baharu ini dapat membantu pengeluar mendapatkan manfaat paling banyak daripada jumlah baja yang paling sedikit, terutamanya untuk tanaman intensif baja seperti gandum. Teknologi ini secara serentak dapat mengurangkan kos pengeluar dan kerosakan alam sekitar daripada baja nitrogen, jenis baja yang paling banyak digunakan.
Ketua penyelidik Dr. Max Greer, dari Jabatan Biokejuruteraan di Imperial College London berkata: “Masalah persenyawaan berlebihan, dari perspektif alam sekitar dan ekonomi, tidak boleh dipandang remeh. Produktiviti dan pendapatan berkaitan semakin menurun tahun demi tahun pada tahun ini, dan pengeluar pada masa ini tidak mempunyai alat yang diperlukan untuk menangani isu ini.
"Teknologi kami dapat membantu menyelesaikan masalah ini dengan membantu penanam memahami tahap ammonia dan nitrat semasa di dalam tanah dan meramalkan tahap masa depan berdasarkan keadaan cuaca. Ini membolehkan mereka menyesuaikan penggunaan baja mereka mengikut keperluan khusus tanah dan tanaman mereka."
Baja nitrogen yang berlebihan melepaskan nitrus oksida ke udara, gas rumah hijau yang 300 kali lebih kuat daripada karbon dioksida dan menyumbang kepada krisis iklim. Baja yang berlebihan juga boleh dihanyutkan oleh air hujan ke saluran air, menghalang oksigen daripada hidupan akuatik, menyebabkan perkembangan alga dan mengurangkan biodiversiti.
Walau bagaimanapun, melaraskan tahap baja dengan tepat agar sesuai dengan keperluan tanah dan tanaman masih menjadi cabaran. Pengujian jarang berlaku, dan kaedah semasa untuk mengukur nitrogen tanah melibatkan penghantaran sampel tanah ke makmal—satu proses yang panjang dan mahal yang hasilnya terhad digunakan apabila ia sampai kepada penanam.
Dr Firat Guder, penulis kanan dan penyelidik utama di Jabatan Biokejuruteraan Imperial, berkata: “Kebanyakan makanan kita berasal dari tanah – ia merupakan sumber yang tidak boleh diperbaharui dan jika kita tidak melindunginya, kita akan kehilangannya. Sekali lagi, digabungkan dengan pencemaran Nitrogen daripada pertanian mewujudkan satu masalah untuk planet ini yang kami harap dapat bantu selesaikan melalui pertanian jitu, yang kami harap akan membantu mengurangkan pembajaan berlebihan sambil meningkatkan hasil tanaman dan keuntungan penanam.”
Masa siaran: 20-Mei-2024