Toenemend beperkte grond- en waterbronne het die ontwikkeling van presisielandbou aangespoor, wat afstandwaarnemingstegnologie gebruik om lug- en grondomgewingsdata intyds te monitor om gewasopbrengste te optimaliseer. Die maksimalisering van die volhoubaarheid van sulke tegnologieë is van kritieke belang om die omgewing behoorlik te bestuur en koste te verminder.
Nou, in 'n studie wat onlangs in die tydskrif Advanced Sustainable Systems gepubliseer is, het navorsers aan die Universiteit van Osaka 'n draadlose grondvogwaarnemingstegnologie ontwikkel wat grootliks bioafbreekbaar is. Hierdie werk is 'n belangrike mylpaal in die aanspreek van oorblywende tegniese knelpunte in presisielandbou, soos die veilige wegdoening van gebruikte sensortoerusting.
Namate die wêreldbevolking aanhou groei, is die optimalisering van landbou-opbrengste en die minimalisering van grond- en watergebruik noodsaaklik. Presisielandbou poog om hierdie teenstrydige behoeftes aan te spreek deur sensornetwerke te gebruik om omgewingsinligting in te samel sodat hulpbronne gepas aan landbougrond toegeken kan word wanneer en waar dit benodig word.
Drones en satelliete kan 'n magdom inligting insamel, maar hulle is nie ideaal vir die bepaling van grondvog en vogvlakke nie. Vir optimale data-insameling moet vogmetingstoestelle teen 'n hoë digtheid op die grond geïnstalleer word. Indien die sensor nie bioafbreekbaar is nie, moet dit aan die einde van sy leeftyd versamel word, wat arbeidsintensief en onprakties kan wees. Die bereiking van elektroniese funksionaliteit en bioafbreekbaarheid in een tegnologie is die doel van die huidige werk.
“Ons stelsel sluit verskeie sensors, 'n draadlose kragtoevoer en 'n termiese beeldkamera in om waarnemings- en liggingsdata in te samel en oor te dra,” verduidelik Takaaki Kasuga, hoofskrywer van die studie. “Die komponente in die grond is meestal omgewingsvriendelik en bestaan uit nanopapier, substraat, natuurlike wasbeskermende laag, koolstofverwarmer en blikgeleiderdraad.”
Die tegnologie is gebaseer op die feit dat die doeltreffendheid van draadlose energie-oordrag na die sensor ooreenstem met die temperatuur van die sensorverwarmer en die humiditeit van die omliggende grond. Byvoorbeeld, wanneer die sensorposisie en -hoek op gladde grond geoptimaliseer word, verminder die verhoging van grondvog van 5% tot 30% die oordragdoeltreffendheid van ~46% tot ~3%. Die termiese beeldkamera neem dan beelde van die area vas om gelyktydig grondvog- en sensorliggingdata in te samel. Aan die einde van die oesseisoen kan die sensors in die grond begrawe word om bioaf te breek.
“Ons het gebiede met onvoldoende grondvog suksesvol afgeneem met behulp van 12 sensors in 'n demonstrasieveld van 0.4 x 0.6 meter,” het Kasuga gesê. “Gevolglik kan ons stelsel die hoë sensordigtheid hanteer wat vir presisielandbou benodig word.”
Hierdie werk het die potensiaal om presisielandbou te optimaliseer in 'n wêreld met toenemend beperkte hulpbronne. Die maksimalisering van die doeltreffendheid van die navorsers se tegnologie onder nie-ideale toestande, soos swak sensorplasing en hellingshoeke op growwe grond en moontlik ander aanwysers van die grondomgewing bo en behalwe grondvogvlakke, kan lei tot wydverspreide gebruik van die tegnologie deur die globale landbougemeenskap.
Plasingstyd: 30 Apr 2024