Stále omezenější půda a vodní zdroje podnítily rozvoj precizního zemědělství, které využívá technologii dálkového průzkumu k monitorování dat o ovzduší a půdě v reálném čase, aby pomohla optimalizovat výnosy plodin.Maximalizace udržitelnosti takových technologií je zásadní pro správné řízení životního prostředí a snižování nákladů.
Nyní, ve studii, která byla nedávno zveřejněna v časopise Advanced Sustainable Systems, výzkumníci z univerzity v Osace vyvinuli bezdrátovou technologii snímání vlhkosti půdy, která je do značné míry biologicky odbouratelná.Tato práce je důležitým milníkem při řešení zbývajících technických překážek v precizním zemědělství, jako je bezpečná likvidace použitého senzorového vybavení.
Vzhledem k tomu, že celosvětová populace neustále roste, je zásadní optimalizace zemědělských výnosů a minimalizace využívání půdy a vody.Přesné zemědělství se snaží řešit tyto protichůdné potřeby pomocí sítí senzorů ke shromažďování informací o životním prostředí, aby mohly být zdroje vhodně přidělovány zemědělské půdě, když a kde jsou potřeba.
Drony a satelity dokážou shromáždit velké množství informací, ale nejsou ideální pro stanovení vlhkosti půdy a úrovně vlhkosti.Pro optimální sběr dat by měla být na zemi instalována zařízení na měření vlhkosti s vysokou hustotou.Pokud senzor není biologicky odbouratelný, musí být na konci své životnosti shromážděn, což může být náročné na práci a nepraktické.Cílem této práce je dosažení elektronické funkčnosti a biologické rozložitelnosti v jedné technologii.
„Náš systém obsahuje několik senzorů, bezdrátový napájecí zdroj a termovizní kameru pro sběr a přenos dat ze snímání a polohy,“ vysvětluje Takaaki Kasuga, hlavní autor studie.„Složky v půdě jsou většinou šetrné k životnímu prostředí a sestávají z nanopapíru.substrát, ochranný povlak z přírodního vosku, uhlíkový topný článek a cínový vodič."
Technologie je založena na tom, že účinnost bezdrátového přenosu energie do senzoru odpovídá teplotě topného tělesa senzoru a vlhkosti okolní půdy.Například při optimalizaci polohy a úhlu senzoru na hladké půdě snižuje zvýšení vlhkosti půdy z 5 % na 30 % účinnost přenosu z ~46 % na ~3 %.Termovizní kamera poté pořizuje snímky oblasti, aby současně sbírala půdní vlhkost a údaje o poloze senzoru.Na konci sezóny sklizně mohou být senzory zakopány v půdě, aby se biologicky rozložily.
„Úspěšně jsme zobrazili oblasti s nedostatečnou vlhkostí půdy pomocí 12 senzorů na demonstračním poli o rozměrech 0,4 x 0,6 metru,“ řekl Kasuga."V důsledku toho náš systém zvládne vysokou hustotu senzorů potřebnou pro přesné zemědělství."
Tato práce má potenciál optimalizovat přesné zemědělství ve světě, který je stále více omezen na zdroje.Maximalizace účinnosti technologie výzkumných pracovníků za neideálních podmínek, jako je špatné umístění senzorů a úhly sklonu na hrubých půdách a možná i další ukazatele půdního prostředí mimo úroveň vlhkosti půdy, by mohla vést k širokému využití technologie v celosvětovém zemědělství. společenství.
Čas odeslání: 30. dubna 2024