کشاورزی هوشمند پایدار با سنسور رطوبت خاک زیست تخریب پذیر

محدودیت روزافزون منابع آب و زمین باعث توسعه کشاورزی دقیق شده است که از فناوری سنجش از دور برای نظارت بر داده های محیطی هوا و خاک در زمان واقعی برای کمک به بهینه سازی عملکرد محصول استفاده می کند.به حداکثر رساندن پایداری چنین فناوری هایی برای مدیریت صحیح محیط زیست و کاهش هزینه ها ضروری است.
اکنون، در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Advanced Sustainable Systems منتشر شده است، محققان دانشگاه اوزاکا یک فناوری بی‌سیم سنجش رطوبت خاک را توسعه داده‌اند که عمدتاً زیست تخریب‌پذیر است.این کار یک نقطه عطف مهم در رسیدگی به تنگناهای فنی باقی مانده در کشاورزی دقیق، مانند دفع ایمن تجهیزات حسگر استفاده شده است.
با ادامه رشد جمعیت جهان، بهینه سازی محصولات کشاورزی و به حداقل رساندن استفاده از زمین و آب ضروری است.هدف کشاورزی دقیق رفع این نیازهای متناقض با استفاده از شبکه‌های حسگر برای جمع‌آوری اطلاعات زیست‌محیطی است تا بتوان منابع را در زمان و مکان مورد نیاز به طور مناسب به زمین‌های کشاورزی تخصیص داد.
پهپادها و ماهواره ها می توانند اطلاعات زیادی را جمع آوری کنند، اما برای تعیین رطوبت و سطح رطوبت خاک ایده آل نیستند.برای جمع آوری بهینه داده ها، دستگاه های اندازه گیری رطوبت باید روی زمین با تراکم بالا نصب شوند.اگر حسگر قابل تجزیه زیستی نیست، باید در پایان عمر خود جمع آوری شود، که می تواند کار فشرده و غیر عملی باشد.دستیابی به عملکرد الکترونیکی و زیست تخریب پذیری در یک فناوری هدف کار فعلی است.
تاکاکی کاسوگا، نویسنده اصلی این مطالعه توضیح می‌دهد: «سیستم ما شامل چندین سنسور، منبع تغذیه بی‌سیم و دوربین تصویربرداری حرارتی برای جمع‌آوری و انتقال داده‌های حسی و مکان است.اجزای موجود در خاک عمدتاً سازگار با محیط زیست هستند و از نانوکاغذ تشکیل شده‌اند.بستر، پوشش محافظ موم طبیعی، بخاری کربن و سیم هادی قلع.
این فناوری مبتنی بر این واقعیت است که راندمان انتقال انرژی بی سیم به سنسور با دمای گرمکن سنسور و رطوبت خاک اطراف مطابقت دارد.به عنوان مثال، هنگام بهینه سازی موقعیت و زاویه سنسور در خاک صاف، افزایش رطوبت خاک از 5٪ به 30٪، راندمان انتقال را از 46٪ به ~ 3٪ کاهش می دهد.سپس دوربین تصویربرداری حرارتی تصاویری از منطقه می گیرد تا به طور همزمان داده های رطوبت خاک و موقعیت سنسور را جمع آوری کند.در پایان فصل برداشت، حسگرها را می توان در خاک دفن کرد تا تجزیه زیستی شود.
کاسوگا گفت: "ما با استفاده از 12 حسگر در یک میدان نمایشی 0.4 در 0.6 متر با موفقیت از مناطقی با رطوبت کافی خاک تصویربرداری کردیم.""در نتیجه، سیستم ما می تواند تراکم حسگر بالایی را که برای کشاورزی دقیق لازم است، کنترل کند."
این کار پتانسیل بهینه سازی کشاورزی دقیق را در دنیایی با محدودیت منابع فزاینده دارد.به حداکثر رساندن اثربخشی فناوری محققان در شرایط غیر ایده آل، مانند قرارگیری ضعیف حسگر و زاویه شیب در خاک های درشت و شاید سایر شاخص های محیط خاک فراتر از سطوح رطوبت خاک، می تواند منجر به استفاده گسترده از این فناوری توسط کشاورزی جهانی شود. انجمن.