Senzorul termic ajută fermierii să gestioneze aplicarea îngrășămintelor

Tehnologie inteligentă cu senzori care va ajuta fermierii să utilizeze îngrășămintele mai eficient și să reducă daunele aduse mediului.
Tehnologia, descrisă în revista Natural Foods, poate ajuta producătorii să determine cel mai bun moment pentru aplicarea îngrășămintelor pe culturi și cantitatea de îngrășământ necesară, ținând cont de factori precum vremea și condițiile solului. Acest lucru va reduce suprafertilizarea costisitoare și dăunătoare mediului a solurilor, care eliberează oxid de azot, un gaz cu efect de seră, și poluează solul și căile navigabile.
Astăzi, suprafertilizarea a făcut ca 12% din terenul odinioară arabil al lumii să devină inutilizabil, iar utilizarea îngrășămintelor cu azot a crescut cu 600% în ultimii 50 de ani.
Cu toate acestea, producătorilor de culturi le este dificil să reglementeze cu precizie utilizarea îngrășămintelor: dacă consumă prea mult, riscă să dăuneze mediului, iar dacă cheltuiesc prea puțin, riscă să producă randamente mai mici;
Cercetătorii care lucrează cu noua tehnologie de senzori spun că aceasta ar putea fi benefică pentru mediu și pentru producători.
Senzorul, numit senzor electric de gaz funcționalizat chimic pe bază de hârtie (chemPEGS), măsoară cantitatea de amoniu din sol, un compus care este transformat în nitriți și nitrați de către bacteriile din sol. Acesta folosește un tip de inteligență artificială numită învățare automată, combinând-o cu date despre vreme, timpul scurs de la aplicarea îngrășămintelor, măsurători ale pH-ului solului și conductivității. Folosește aceste date pentru a prezice conținutul total de azot al solului acum și conținutul total de azot peste 12 zile pentru a prezice cel mai bun moment pentru aplicarea îngrășămintelor.
Studiul arată cum această nouă soluție cu costuri reduse poate ajuta producătorii să obțină cele mai mari beneficii de la o cantitate minimă de îngrășământ, în special pentru culturile care utilizează îngrășăminte intensiv, cum ar fi grâul. Această tehnologie ar putea reduce simultan costurile producătorilor și daunele aduse mediului cauzate de îngrășămintele cu azot, cel mai utilizat tip de îngrășământ.
Cercetătorul principal, Dr. Max Greer, de la Departamentul de Bioinginerie al Imperial College London, a declarat: „Problema suprafertilizării, atât din perspectivă de mediu, cât și economică, nu poate fi supraestimată. Productivitatea și veniturile aferente scad an de an în acest an, iar producătorii nu au în prezent instrumentele necesare pentru a aborda această problemă.”
„Tehnologia noastră poate ajuta la rezolvarea acestei probleme, ajutând cultivatorii să înțeleagă nivelurile actuale de amoniac și nitrați din sol și să prezică nivelurile viitoare pe baza condițiilor meteorologice. Acest lucru le permite să ajusteze fin aplicarea îngrășămintelor la nevoile specifice ale solului și culturilor lor.”
Excesul de îngrășăminte cu azot eliberează în aer protoxid de azot, un gaz cu efect de seră de 300 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon și care contribuie la criza climatică. De asemenea, excesul de îngrășăminte poate fi spălat de apa de ploaie în căile navigabile, privând viața acvatică de oxigen, provocând înflorirea algelor și reducând biodiversitatea.
Cu toate acestea, ajustarea precisă a nivelurilor de îngrășăminte pentru a se potrivi nevoilor solului și culturilor rămâne o provocare. Testarea este rară, iar metodele actuale de măsurare a azotului din sol implică trimiterea de probe de sol la un laborator - un proces lung și costisitor ale cărui rezultate sunt de o utilitate limitată până când ajung la cultivatori.
Dr. Firat Guder, autor principal și cercetător principal în cadrul Departamentului de Bioinginerie al Universității Imperial College London, a declarat: „Majoritatea alimentelor noastre provin din sol – este o resursă neregenerabilă și, dacă nu o protejăm, o vom pierde. Din nou, acest lucru, combinat cu poluarea cu azot din agricultură, creează o dilemă pentru planetă pe care sperăm să o rezolvăm prin agricultura de precizie, care, sperăm, va contribui la reducerea suprafertilizării, crescând în același timp randamentele culturilor și profiturile cultivatorilor.”