Giderek azalan arazi ve su kaynakları, ürün verimini optimize etmeye yardımcı olmak için hava ve toprak çevresel verilerini gerçek zamanlı olarak izlemek amacıyla uzaktan algılama teknolojisini kullanan hassas tarımın gelişimini teşvik etmiştir. Bu tür teknolojilerin sürdürülebilirliğini en üst düzeye çıkarmak, çevreyi doğru şekilde yönetmek ve maliyetleri düşürmek için kritik öneme sahiptir.
Son zamanlarda Advanced Sustainable Systems dergisinde yayınlanan bir çalışmada, Osaka Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, büyük ölçüde biyolojik olarak parçalanabilir kablosuz bir toprak nemi algılama teknolojisi geliştirdiler. Bu çalışma, hassas tarımda kalan teknik darboğazların, örneğin kullanılmış sensör ekipmanının güvenli bir şekilde imha edilmesi gibi sorunların ele alınmasında önemli bir kilometre taşıdır.
Küresel nüfus artmaya devam ettikçe, tarımsal verimliliği optimize etmek ve arazi ve su kullanımını en aza indirmek hayati önem taşımaktadır. Hassas tarım, çevresel bilgileri toplamak için sensör ağlarını kullanarak bu çelişkili ihtiyaçları karşılamayı amaçlamaktadır; böylece kaynaklar, ihtiyaç duyulduğu zaman ve yerde tarım arazilerine uygun şekilde tahsis edilebilir.
Drone'lar ve uydular çok miktarda bilgi toplayabilir, ancak toprak nemini ve nem seviyelerini belirlemek için ideal değillerdir. Optimum veri toplama için, nem ölçüm cihazları yüksek yoğunlukta yere yerleştirilmelidir. Sensör biyolojik olarak parçalanabilir değilse, kullanım ömrünün sonunda toplanması gerekir ki bu da emek yoğun ve pratik olmayan bir işlem olabilir. Elektronik işlevselliği ve biyolojik olarak parçalanabilirliği tek bir teknolojide birleştirmek, mevcut çalışmanın amacıdır.
Çalışmanın baş yazarı Takaaki Kasuga, “Sistemimiz, algılama ve konum verilerini toplamak ve iletmek için çok sayıda sensör, kablosuz güç kaynağı ve termal görüntüleme kamerası içeriyor” diye açıklıyor. “Topraktaki bileşenler çoğunlukla çevre dostudur ve nanopaper alt tabaka, doğal balmumu koruyucu kaplama, karbon ısıtıcı ve kalay iletken telden oluşmaktadır.”
Bu teknoloji, sensöre kablosuz enerji transferinin verimliliğinin, sensör ısıtıcısının sıcaklığına ve çevredeki toprağın nemine bağlı olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Örneğin, düz toprakta sensör konumunu ve açısını optimize ederken, toprak neminin %5'ten %30'a çıkması, iletim verimliliğini ~%46'dan ~%3'e düşürür. Termal görüntüleme kamerası daha sonra bölgenin görüntülerini yakalayarak aynı anda toprak nemi ve sensör konum verilerini toplar. Hasat sezonunun sonunda sensörler toprağa gömülerek biyolojik olarak parçalanabilir.
Kasuga, “0,4 x 0,6 metrelik bir deneme alanında 12 sensör kullanarak yetersiz toprak nemine sahip bölgelerin görüntülenmesini başarıyla gerçekleştirdik,” dedi. “Sonuç olarak, sistemimiz hassas tarım için gereken yüksek sensör yoğunluğunu karşılayabiliyor.”
Bu çalışma, giderek kaynak kısıtlamalarının arttığı bir dünyada hassas tarımı optimize etme potansiyeline sahiptir. Araştırmacıların teknolojisinin, kaba topraklarda sensör yerleşiminin yetersizliği ve eğim açıları gibi ideal olmayan koşullar altında ve belki de toprak nem seviyelerinin ötesinde toprak ortamına ilişkin diğer göstergeler dikkate alındığında, etkinliğinin en üst düzeye çıkarılması, teknolojinin küresel tarım topluluğu tarafından yaygın olarak kullanılmasına yol açabilir.
Yayın tarihi: 30 Nisan 2024