Semakin terbatasnya sumber daya lahan dan air telah mendorong pengembangan pertanian presisi, yang menggunakan teknologi penginderaan jauh untuk memantau data lingkungan udara dan tanah secara real time guna membantu mengoptimalkan hasil panen.Memaksimalkan keberlanjutan teknologi tersebut sangat penting untuk mengelola lingkungan dengan baik dan mengurangi biaya.
Kini, dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Advanced Sustainable Systems, para peneliti di Universitas Osaka telah mengembangkan teknologi penginderaan kelembaban tanah nirkabel yang sebagian besar dapat terurai secara hayati.Pekerjaan ini merupakan tonggak penting dalam mengatasi hambatan teknis yang masih ada dalam pertanian presisi, seperti pembuangan peralatan sensor bekas secara aman.
Ketika populasi global terus bertambah, mengoptimalkan hasil pertanian dan meminimalkan penggunaan lahan dan air sangatlah penting.Pertanian presisi bertujuan untuk mengatasi kebutuhan yang saling bertentangan ini dengan menggunakan jaringan sensor untuk mengumpulkan informasi lingkungan sehingga sumber daya dapat dialokasikan secara tepat ke lahan pertanian kapan dan di mana saja dibutuhkan.
Drone dan satelit dapat mengumpulkan banyak informasi, namun tidak ideal untuk menentukan kelembapan dan tingkat kelembapan tanah.Untuk pengumpulan data yang optimal, alat pengukur kelembaban harus dipasang di tanah dengan kepadatan tinggi.Jika sensor tidak dapat terurai secara hayati, maka harus dikumpulkan pada akhir masa pakainya, sehingga memerlukan banyak tenaga kerja dan tidak praktis.Mencapai fungsionalitas elektronik dan biodegradabilitas dalam satu teknologi adalah tujuan dari pekerjaan saat ini.
“Sistem kami mencakup beberapa sensor, catu daya nirkabel, dan kamera pencitraan termal untuk mengumpulkan dan mengirimkan data penginderaan dan lokasi,” jelas Takaaki Kasuga, penulis utama studi tersebut.“Komponen yang ada di dalam tanah sebagian besar ramah lingkungan dan terdiri dari nanopaper.substrat, lapisan pelindung lilin alami, pemanas karbon, dan kawat konduktor timah.”
Teknologi ini didasarkan pada fakta bahwa efisiensi transfer energi nirkabel ke sensor sesuai dengan suhu pemanas sensor dan kelembapan tanah di sekitarnya.Misalnya, saat mengoptimalkan posisi dan sudut sensor pada tanah halus, meningkatkan kelembapan tanah dari 5% menjadi 30% akan mengurangi efisiensi transmisi dari ~46% menjadi ~3%.Kamera pencitraan termal kemudian menangkap gambar area tersebut untuk secara bersamaan mengumpulkan data kelembaban tanah dan sensor lokasi.Pada akhir musim panen, sensor dapat dikubur di dalam tanah agar dapat terurai.
“Kami berhasil mencitrakan daerah yang kelembaban tanahnya tidak mencukupi menggunakan 12 sensor di lapangan percontohan berukuran 0,4 x 0,6 meter,” kata Kasuga.“Hasilnya, sistem kami dapat menangani kepadatan sensor tinggi yang diperlukan untuk pertanian presisi.”
Pekerjaan ini mempunyai potensi untuk mengoptimalkan pertanian presisi di dunia yang semakin terbatas sumber dayanya.Memaksimalkan efektivitas teknologi para peneliti dalam kondisi yang tidak ideal, seperti penempatan sensor yang buruk dan sudut kemiringan pada tanah kasar dan mungkin indikator lingkungan tanah lainnya di luar tingkat kelembapan tanah, dapat menyebabkan meluasnya penggunaan teknologi tersebut oleh sektor pertanian global. masyarakat.
Waktu posting: 30 April-2024