חקלאות חכמה בת קיימא עם חיישן לחות קרקע מתכלה

משאבי קרקע ומים מוגבלים יותר ויותר דחפו את הפיתוח של חקלאות מדויקת, המשתמשת בטכנולוגיית חישה מרחוק כדי לנטר נתונים סביבתיים אוויר וקרקע בזמן אמת כדי לסייע באופטימיזציה של תפוקת היבול.מיצוי הקיימות של טכנולוגיות כאלה הוא קריטי לניהול נכון של הסביבה ולהפחתת עלויות.
כעת, במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Advanced Sustainable Systems, חוקרים מאוניברסיטת אוסקה פיתחו טכנולוגיית חישת לחות קרקע אלחוטית שהיא ברובה מתכלה.עבודה זו מהווה אבן דרך חשובה בטיפול בצווארי הבקבוק הטכניים הנותרים בחקלאות מדויקת, כגון סילוק בטוח של ציוד חיישנים משומש.
ככל שהאוכלוסייה העולמית ממשיכה לגדול, אופטימיזציה של התשואות החקלאיות וצמצום השימוש בקרקע ובמים היא חיונית.חקלאות מדויקת שואפת לתת מענה לצרכים הסותרים הללו על ידי שימוש ברשתות חיישנים לאיסוף מידע סביבתי כך שניתן יהיה להקצות משאבים כראוי לאדמות חקלאות מתי והיכן שהם נחוצים.
מל"טים ולוויינים יכולים לאסוף שפע של מידע, אבל הם אינם אידיאליים לקביעת לחות ורמות לחות בקרקע.לאיסוף נתונים מיטבי, יש להתקין מכשירי מדידת לחות על הקרקע בצפיפות גבוהה.אם החיישן אינו מתכלה, יש לאסוף אותו בסוף חייו, דבר שעלול להיות אינטנסיבי בעבודה ולא מעשי.השגת פונקציונליות אלקטרונית והתכלות ביולוגית בטכנולוגיה אחת היא המטרה של העבודה הנוכחית.
"המערכת שלנו כוללת חיישנים מרובים, ספק כוח אלחוטי ומצלמת הדמיה תרמית לאיסוף והעברת נתוני חישה ומיקום", מסביר Takaaki Kasuga, המחבר הראשי של המחקר."הרכיבים באדמה הם בעיקר ידידותיים לסביבה ומורכבים מנייר.מצע, ציפוי מגן שעווה טבעית, מחמם פחמן וחוט מוליך פח".
הטכנולוגיה מבוססת על העובדה שיעילות העברת האנרגיה האלחוטית לחיישן תואמת את הטמפרטורה של מחמם החיישן וללחות האדמה שמסביב.לדוגמה, בעת אופטימיזציה של מיקום החיישן והזווית על אדמה חלקה, הגדלת לחות הקרקע מ-5% ל-30% מפחיתה את יעילות ההולכה מ-~46% ל-~3%.לאחר מכן מצלמת ההדמיה התרמית מצלמת תמונות של האזור כדי לאסוף בו-זמנית לחות קרקע ונתוני מיקום חיישן.בתום עונת הקציר ניתן לקבור את החיישנים באדמה להתפרקות ביולוגית.
"צילמנו בהצלחה אזורים עם לחות קרקע לא מספקת באמצעות 12 חיישנים בשדה הדגמה של 0.4 על 0.6 מטר", אמר קאסוגה."כתוצאה מכך, המערכת שלנו יכולה להתמודד עם צפיפות החיישנים הגבוהה הדרושה לחקלאות מדויקת."
לעבודה זו יש פוטנציאל לייעל את החקלאות המדויקת בעולם המוגבל יותר ויותר במשאבים.מיקסום היעילות של הטכנולוגיה של החוקרים בתנאים לא אידיאליים, כגון מיקום חיישן גרוע וזוויות שיפוע על קרקעות גסות ואולי אינדיקטורים אחרים של סביבת הקרקע מעבר לרמות הלחות בקרקע, עלול להוביל לשימוש נרחב בטכנולוגיה על ידי החקלאות העולמית. קהילה.