Nguồn tài nguyên đất và nước ngày càng hạn chế đã thúc đẩy sự phát triển của nông nghiệp chính xác, sử dụng công nghệ viễn thám để theo dõi dữ liệu môi trường không khí và đất trong thời gian thực nhằm giúp tối ưu hóa năng suất cây trồng.Tối đa hóa tính bền vững của các công nghệ như vậy là rất quan trọng để quản lý môi trường đúng cách và giảm chi phí.
Hiện nay, trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Hệ thống bền vững nâng cao, các nhà nghiên cứu tại Đại học Osaka đã phát triển một công nghệ cảm biến độ ẩm đất không dây có khả năng phân hủy sinh học phần lớn.Công việc này là một cột mốc quan trọng trong việc giải quyết các nút thắt kỹ thuật còn tồn tại trong nông nghiệp chính xác, chẳng hạn như xử lý an toàn các thiết bị cảm biến đã qua sử dụng.
Khi dân số toàn cầu tiếp tục tăng, việc tối ưu hóa năng suất nông nghiệp và giảm thiểu việc sử dụng đất và nước là điều cần thiết.Nông nghiệp chính xác nhằm mục đích giải quyết các nhu cầu xung đột này bằng cách sử dụng mạng cảm biến để thu thập thông tin môi trường để các nguồn lực có thể được phân bổ hợp lý cho đất nông nghiệp khi nào và ở nơi cần thiết.
Máy bay không người lái và vệ tinh có thể thu thập rất nhiều thông tin, nhưng chúng không lý tưởng để xác định độ ẩm và độ ẩm của đất.Để thu thập dữ liệu tối ưu, các thiết bị đo độ ẩm nên được lắp đặt trên mặt đất với mật độ cao.Nếu cảm biến không thể phân hủy sinh học thì nó phải được thu gom khi hết tuổi thọ, việc này có thể tốn nhiều công sức và không thực tế.Đạt được chức năng điện tử và khả năng phân hủy sinh học trong một công nghệ là mục tiêu của công việc hiện tại.
Takaaki Kasuga, tác giả chính của nghiên cứu giải thích: “Hệ thống của chúng tôi bao gồm nhiều cảm biến, nguồn điện không dây và camera chụp ảnh nhiệt để thu thập và truyền dữ liệu cảm biến và vị trí”.“Các thành phần trong đất hầu hết đều thân thiện với môi trường và bao gồm giấy nano.chất nền, lớp phủ bảo vệ bằng sáp tự nhiên, lò sưởi carbon và dây dẫn thiếc.”
Công nghệ này dựa trên thực tế là hiệu quả truyền năng lượng không dây đến cảm biến tương ứng với nhiệt độ của bộ sưởi cảm biến và độ ẩm của đất xung quanh.Ví dụ: khi tối ưu hóa vị trí và góc cảm biến trên đất nhẵn, việc tăng độ ẩm của đất từ 5% lên 30% sẽ làm giảm hiệu suất truyền tải từ ~46% xuống ~3%.Sau đó, camera chụp ảnh nhiệt sẽ chụp ảnh khu vực để thu thập đồng thời độ ẩm của đất và dữ liệu vị trí cảm biến.Vào cuối mùa thu hoạch, các cảm biến có thể được chôn trong đất để phân hủy sinh học.
Kasuga cho biết: “Chúng tôi đã chụp ảnh thành công các khu vực đất không đủ độ ẩm bằng cách sử dụng 12 cảm biến trong trường trình diễn có kích thước 0,4 x 0,6 mét”.“Kết quả là hệ thống của chúng tôi có thể xử lý mật độ cảm biến cao cần thiết cho nông nghiệp chính xác”.
Công việc này có tiềm năng tối ưu hóa nông nghiệp chính xác trong một thế giới ngày càng hạn chế về tài nguyên.Tối đa hóa hiệu quả công nghệ của các nhà nghiên cứu trong các điều kiện không lý tưởng, chẳng hạn như vị trí cảm biến kém và góc dốc trên đất thô và có lẽ các chỉ số khác về môi trường đất vượt quá độ ẩm của đất, có thể dẫn đến việc sử dụng rộng rãi công nghệ này trong ngành nông nghiệp toàn cầu. cộng đồng.
Thời gian đăng: 30-04-2024