Technologie chytrých senzorů, která pomůže zemědělcům efektivněji využívat hnojiva a snížit škody na životním prostředí.
Technologie popsaná v časopise Natural Foods může pomoci producentům určit nejvhodnější dobu pro aplikaci hnojiv na plodiny a potřebné množství hnojiva, s přihlédnutím k faktorům, jako je počasí a půdní podmínky. Tím se sníží nákladné a ekologicky škodlivé přehnojování půdy, které uvolňuje skleníkový plyn oxid dusný a znečišťuje půdu a vodní toky.
Nadměrné hnojení dnes znehodnotilo 12 % kdysi orné půdy na světě a používání dusíkatých hnojiv se za posledních 50 let zvýšilo o 600 %.
Pro pěstitele plodin je však obtížné přesně regulovat používání hnojiv: příliš mnoho hnojiv riskuje poškození životního prostředí, příliš málo hnojiv riskuje nižší výnosy.
Výzkumníci zabývající se novou senzorovou technologií tvrdí, že by mohla být prospěšná pro životní prostředí i producenty.
Senzor, nazývaný papírový chemicky funkcionalizovaný elektrický plynový senzor (chemPEGS), měří množství amoniaku v půdě, sloučeniny, kterou půdní bakterie přeměňují na dusitany a dusičnany. Využívá typ umělé inteligence zvané strojové učení, která jej kombinuje s údaji o počasí, době od aplikace hnojiv, měřením pH půdy a vodivosti. Tato data používá k predikci celkového obsahu dusíku v půdě nyní a celkového obsahu dusíku za 12 dní, aby předpověděl nejlepší dobu pro aplikaci hnojiv.
Studie ukazuje, jak toto nové nízkonákladové řešení může pomoci producentům získat co největší užitek s nejmenším množstvím hnojiva, zejména u plodin náročných na hnojiva, jako je pšenice. Tato technologie by mohla současně snížit náklady producentů a škody na životním prostředí způsobené dusíkatými hnojivy, nejpoužívanějším typem hnojiva.
Vedoucí výzkumník Dr. Max Greer z katedry bioinženýrství na Imperial College London uvedl: „Problém nadměrného hnojení, a to jak z environmentálního, tak z ekonomického hlediska, nelze přeceňovat. Produktivita a související příjmy letos rok od roku klesají a výrobci v současné době nemají nástroje potřebné k řešení tohoto problému.“
„Naše technologie může pomoci tento problém vyřešit tím, že pomůže pěstitelům pochopit aktuální hladiny amoniaku a dusičnanů v půdě a předpovědět budoucí hladiny na základě povětrnostních podmínek. To jim umožňuje jemně doladit aplikaci hnojiv specifickým potřebám jejich půdy a plodiny.“
Nadměrné množství dusíkatých hnojiv uvolňuje do ovzduší oxid dusný, skleníkový plyn 300krát silnější než oxid uhličitý, který přispívá ke klimatické krizi. Přebytečná hnojiva mohou být také spláchnuta dešťovou vodou do vodních toků, což zbavuje vodní organismy kyslíku, způsobuje květ řas a snižuje biodiverzitu.
Přesné nastavení množství hnojiv tak, aby vyhovovalo potřebám půdy a plodin, však zůstává výzvou. Testování je vzácné a současné metody měření dusíku v půdě zahrnují zasílání vzorků půdy do laboratoře – zdlouhavý a nákladný proces, jehož výsledky mají v době, kdy se dostanou k pěstitelům, omezené využití.
Dr. Firat Guder, hlavní autor a hlavní výzkumník na katedře bioinženýrství na Imperial College, uvedl: „Většina našich potravin pochází z půdy – je to neobnovitelný zdroj a pokud jej nebudeme chránit, ztratíme ho. V kombinaci se znečištěním dusíkem ze zemědělství to opět vytváří pro planetu hádanku, kterou doufáme, že pomůžeme vyřešit pomocí precizního zemědělství, které, jak doufáme, pomůže snížit nadměrné hnojení a zároveň zvýšit výnosy plodin a zisky pěstitelů.“
Čas zveřejnění: 20. května 2024