Все більш обмежені земельні та водні ресурси стимулюють розвиток точного землеробства, яке використовує технологію дистанційного зондування для моніторингу даних про навколишнє середовище повітря та ґрунту в режимі реального часу, щоб допомогти оптимізувати врожайність.Максимальна стійкість таких технологій має вирішальне значення для належного управління навколишнім середовищем і зниження витрат.
Тепер у дослідженні, нещодавно опублікованому в журналі Advanced Sustainable Systems, дослідники з Університету Осаки розробили бездротову технологію визначення вологості ґрунту, яка значною мірою піддається біологічному розкладанню.Ця робота є важливою віхою у вирішенні технічних вузьких місць, які залишаються в точному землеробстві, таких як безпечна утилізація використаного сенсорного обладнання.
Оскільки населення планети продовжує зростати, оптимізація сільськогосподарської врожайності та мінімізація використання землі та води є надзвичайно важливою.Точне землеробство має на меті задовольнити ці суперечливі потреби, використовуючи сенсорні мережі для збору інформації про навколишнє середовище, щоб ресурси могли належним чином розподілятися на сільськогосподарські угіддя, коли і де вони потрібні.
Безпілотники та супутники можуть збирати велику кількість інформації, але вони не ідеальні для визначення вологості ґрунту та рівня вологи.Для оптимального збору даних прилади для вимірювання вологи повинні бути встановлені на землі з високою щільністю.Якщо датчик не піддається біологічному розкладанню, його необхідно зібрати в кінці терміну служби, що може бути трудомістким і непрактичним.Досягнення електронної функціональності та біорозкладаності в одній технології є метою поточної роботи.
«Наша система включає в себе кілька датчиків, бездротове джерело живлення та тепловізійну камеру для збору та передачі даних зондування та розташування», — пояснює Такаакі Касуга, провідний автор дослідження.«Компоненти ґрунту здебільшого екологічно чисті та складаються з нанопаперу.підкладка, захисне покриття з натурального воску, вугільний нагрівач і олов’яний провідник».
Технологія заснована на тому, що ефективність бездротової передачі енергії на датчик відповідає температурі нагрівача датчика і вологості навколишнього ґрунту.Наприклад, при оптимізації положення та кута датчика на гладкому ґрунті збільшення вологості ґрунту з 5% до 30% знижує ефективність передачі з ~46% до ~3%.Потім тепловізійна камера робить зображення місцевості для одночасного збору даних про вологість ґрунту та розташування датчиків.Наприкінці сезону збирання врожаю датчики можна закопати в ґрунт для біологічного розкладання.
«Ми успішно зробили зображення областей із недостатньою вологістю ґрунту за допомогою 12 датчиків у демонстраційному полі розміром 0,4 x 0,6 метра», — сказав Касуга.«Як результат, наша система може працювати з високою щільністю датчиків, необхідною для точного землеробства».
Ця робота має потенціал для оптимізації точного землеробства в умовах дедалі обмеженіших ресурсів.Максимізація ефективності технології дослідників за неідеальних умов, таких як погане розміщення датчиків і кути нахилу на грубих ґрунтах та, можливо, інші показники ґрунтового середовища поза рівнями вологості ґрунту, може призвести до широкого використання технології глобальним сільськогосподарським виробництвом. громада.
Час публікації: 30 квітня 2024 р