Усё больш абмежаваныя зямельныя і водныя рэсурсы падштурхнулі развіццё дакладнай сельскай гаспадаркі, якая выкарыстоўвае тэхналогію дыстанцыйнага зандзіравання для маніторынгу экалагічных дадзеных паветра і глебы ў рэжыме рэальнага часу, каб дапамагчы аптымізаваць ураджайнасць.Максімальная ўстойлівасць такіх тэхналогій мае вырашальнае значэнне для належнага кіравання навакольным асяроддзем і зніжэння выдаткаў.
Цяпер у даследаванні, нядаўна апублікаваным у часопісе Advanced Sustainable Systems, даследчыкі з Універсітэта Асакі распрацавалі бесправадную тэхналогію зандзіравання вільготнасці глебы, якая ў значнай ступені біяраскладальная.Гэтая праца з'яўляецца важнай вяхой у вырашэнні застаюцца тэхнічных вузкіх месцаў у дакладнай сельскай гаспадарцы, такіх як бяспечная ўтылізацыя выкарыстанага сэнсарнага абсталявання.
Паколькі насельніцтва свету працягвае расці, аптымізацыя сельскагаспадарчай ураджайнасці і мінімізацыя выкарыстання зямлі і вады вельмі важныя.Дакладнае земляробства накіравана на тое, каб задаволіць гэтыя супярэчлівыя патрэбы, выкарыстоўваючы сэнсарныя сеткі для збору інфармацыі аб навакольным асяроддзі, каб рэсурсы маглі належным чынам размяркоўвацца на сельгасугоддзі, калі і дзе яны патрэбны.
Дроны і спадарожнікі могуць збіраць масу інфармацыі, але яны не ідэальныя для вызначэння вільготнасці глебы і ўзроўню вільготнасці.Для аптымальнага збору дадзеных прыборы для вымярэння вільготнасці павінны быць устаноўлены на зямлі пры высокай шчыльнасці.Калі датчык не паддаецца біялагічнаму раскладанню, яго трэба сабраць у канцы тэрміну службы, што можа быць працаёмкім і непрактычным.Дасягненне электроннай функцыянальнасці і біяраскладальнасці ў адной тэхналогіі - мэта цяперашняй працы.
«Наша сістэма ўключае ў сябе некалькі датчыкаў, бесправадны блок харчавання і цеплавізійную камеру для збору і перадачы дадзеных зандзіравання і месцазнаходжання», - тлумачыць Такаакі Касуга, вядучы аўтар даследавання.«Кампаненты ў глебе ў асноўным экалагічныя і складаюцца з нанапаперы.падкладка, ахоўнае пакрыццё з натуральнага воску, вугляродны награвальнік і алавяны праваднік».
Тэхналогія заснавана на тым, што эфектыўнасць бесправадной перадачы энергіі на датчык адпавядае тэмпературы награвальніка датчыка і вільготнасці навакольнага глебы.Напрыклад, пры аптымізацыі становішча і вугла датчыка на гладкай глебе павелічэнне вільготнасці глебы з 5% да 30% зніжае эфектыўнасць перадачы з ~46% да ~3%.Затым цеплавізійная камера робіць выявы вобласці, каб адначасова збіраць вільготнасць глебы і дадзеныя аб месцазнаходжанні датчыкаў.У канцы сезону збору ўраджаю датчыкі можна закапаць у глебу для біяраскладання.
«Мы паспяхова выявілі вобласці з недастатковай вільготнасцю глебы з дапамогай 12 датчыкаў у дэманстрацыйным полі 0,4 х 0,6 метра», - сказаў Касуга.«У выніку наша сістэма можа апрацоўваць высокую шчыльнасць датчыкаў, неабходную для дакладнай сельскай гаспадаркі».
Гэтая праца мае патэнцыял для аптымізацыі дакладнай сельскай гаспадаркі ў свеце, які становіцца ўсё больш абмежаваным з рэсурсамі.Максімізацыя эфектыўнасці тэхналогіі даследчыкаў у неідэальных умовах, такіх як дрэннае размяшчэнне датчыкаў і вуглы нахілу на грубых глебах і, магчыма, іншыя паказчыкі глебавага асяроддзя, акрамя ўзроўню вільготнасці глебы, можа прывесці да шырокага выкарыстання тэхналогіі ў сусветнай сельскай гаспадарцы супольнасць.
Час публікацыі: 30 красавіка 2024 г