Teknologi sensor pintar yang akan membantu petani menggunakan pupuk lebih efisien dan mengurangi kerusakan lingkungan.
Teknologi ini, yang dijelaskan dalam majalah Natural Foods, dapat membantu petani menentukan waktu terbaik untuk pemupukan tanaman dan jumlah pupuk yang dibutuhkan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti cuaca dan kondisi tanah. Hal ini akan mengurangi pemupukan berlebihan yang mahal dan berbahaya bagi lingkungan, yang melepaskan gas rumah kaca nitrogen oksida dan mencemari tanah serta saluran air.
Saat ini, pemupukan berlebihan telah membuat 12% lahan subur di dunia tidak dapat digunakan lagi, dan penggunaan pupuk nitrogen telah meningkat 600% selama 50 tahun terakhir.
Namun, sulit bagi produsen tanaman untuk mengatur penggunaan pupuk mereka secara tepat: jika terlalu banyak, mereka berisiko merusak lingkungan, sedangkan jika terlalu sedikit, mereka berisiko memperoleh hasil panen yang lebih rendah;
Para peneliti di teknologi sensor baru mengatakan hal itu dapat memberi manfaat bagi lingkungan dan produsen.
Sensor ini, yang disebut sensor gas listrik fungsional kimia berbasis kertas (chemPEGS), mengukur jumlah amonium dalam tanah, senyawa yang diubah menjadi nitrit dan nitrat oleh bakteri tanah. Sensor ini menggunakan kecerdasan buatan yang disebut pembelajaran mesin, yang menggabungkannya dengan data cuaca, waktu sejak pemupukan, serta pengukuran pH dan konduktivitas tanah. Data ini digunakan untuk memprediksi total kandungan nitrogen tanah saat ini dan total kandungan nitrogen 12 hari ke depan untuk memprediksi waktu terbaik pemupukan.
Studi ini menunjukkan bagaimana solusi berbiaya rendah baru ini dapat membantu produsen mendapatkan manfaat maksimal dengan jumlah pupuk paling sedikit, terutama untuk tanaman yang membutuhkan banyak pupuk seperti gandum. Teknologi ini dapat sekaligus mengurangi biaya produsen dan kerusakan lingkungan akibat pupuk nitrogen, jenis pupuk yang paling banyak digunakan.
Peneliti utama Dr. Max Greer, dari Departemen Bioteknologi di Imperial College London, mengatakan: “Masalah pemupukan berlebih, baik dari perspektif lingkungan maupun ekonomi, tidak dapat dilebih-lebihkan. Produktivitas dan pendapatan terkait menurun dari tahun ke tahun tahun ini, dan produsen saat ini tidak memiliki alat yang dibutuhkan untuk mengatasi masalah ini.
Teknologi kami dapat membantu mengatasi masalah ini dengan membantu petani memahami kadar amonia dan nitrat saat ini di dalam tanah dan memprediksi kadar di masa mendatang berdasarkan kondisi cuaca. Hal ini memungkinkan mereka untuk menyesuaikan pemberian pupuk sesuai kebutuhan spesifik tanah dan tanaman mereka.
Kelebihan pupuk nitrogen melepaskan nitrogen oksida ke udara, gas rumah kaca yang 300 kali lebih kuat daripada karbon dioksida dan berkontribusi terhadap krisis iklim. Kelebihan pupuk juga dapat terhanyut oleh air hujan ke saluran air, sehingga mengurangi oksigen bagi kehidupan akuatik, menyebabkan ledakan alga, dan mengurangi keanekaragaman hayati.
Namun, menyesuaikan dosis pupuk secara akurat dengan kebutuhan tanah dan tanaman masih menjadi tantangan. Pengujian masih jarang dilakukan, dan metode pengukuran nitrogen tanah yang ada saat ini melibatkan pengiriman sampel tanah ke laboratorium—proses yang panjang dan mahal, yang hasilnya belum banyak digunakan saat sampai ke tangan petani.
Dr. Firat Guder, penulis senior dan peneliti utama di Departemen Bioteknologi Imperial, mengatakan: “Sebagian besar makanan kita berasal dari tanah – tanah merupakan sumber daya yang tak terbarukan dan jika kita tidak melindunginya, kita akan kehilangannya. Sekali lagi, dikombinasikan dengan polusi nitrogen dari pertanian, menciptakan dilema bagi planet ini yang kami harap dapat dipecahkan melalui pertanian presisi, yang kami harap akan membantu mengurangi pemupukan berlebih sekaligus meningkatkan hasil panen dan keuntungan petani.”
Waktu posting: 20 Mei 2024