Sensor termal membantu petani mengelola penggunaan pupuk.

Teknologi sensor pintar yang akan membantu petani menggunakan pupuk secara lebih efisien dan mengurangi kerusakan lingkungan.
Teknologi yang dijelaskan dalam majalah Natural Foods ini dapat membantu produsen menentukan waktu terbaik untuk memberikan pupuk pada tanaman dan jumlah pupuk yang dibutuhkan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti cuaca dan kondisi tanah. Hal ini akan mengurangi pemupukan berlebihan yang mahal dan merusak lingkungan, yang melepaskan gas rumah kaca dinitrogen oksida dan mencemari tanah serta perairan.
Saat ini, pemupukan berlebihan telah menyebabkan 12% lahan pertanian yang dulunya subur di dunia menjadi tidak dapat digunakan, dan penggunaan pupuk nitrogen telah meningkat sebesar 600% selama 50 tahun terakhir.
Namun, sulit bagi produsen tanaman untuk mengatur penggunaan pupuk secara tepat: terlalu banyak pupuk berisiko merusak lingkungan, dan terlalu sedikit pupuk berisiko menurunkan hasil panen;
Para peneliti di bidang teknologi sensor baru ini mengatakan bahwa teknologi ini dapat bermanfaat bagi lingkungan dan para produsen.
Sensor yang disebut sensor gas listrik fungsional kimia berbasis kertas (chemPEGS) ini mengukur jumlah amonium dalam tanah, suatu senyawa yang diubah menjadi nitrit dan nitrat oleh bakteri tanah. Sensor ini menggunakan jenis kecerdasan buatan yang disebut pembelajaran mesin, menggabungkannya dengan data cuaca, waktu sejak pemberian pupuk, pengukuran pH dan konduktivitas tanah. Data ini digunakan untuk memprediksi kandungan nitrogen total dalam tanah saat ini dan kandungan nitrogen total 12 hari ke depan untuk memprediksi waktu terbaik untuk memberikan pupuk.
Studi ini menunjukkan bagaimana solusi baru berbiaya rendah ini dapat membantu petani mendapatkan manfaat maksimal dengan jumlah pupuk seminimal mungkin, terutama untuk tanaman yang membutuhkan banyak pupuk seperti gandum. Teknologi ini dapat secara bersamaan mengurangi biaya petani 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 berlebihan, baik dari perspektif lingkungan maupun ekonomi, tidak dapat diremehkan. Produktivitas dan pendapatan terkait menurun dari tahun ke tahun. Tahun ini, para produsen saat ini tidak memiliki alat yang dibutuhkan untuk mengatasi masalah ini."
“Teknologi kami dapat membantu memecahkan 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 aplikasi pupuk dengan kebutuhan spesifik tanah dan tanaman mereka.”
Pupuk nitrogen berlebih melepaskan dinitrogen oksida ke udara, gas rumah kaca yang 300 kali lebih kuat daripada karbon dioksida dan berkontribusi terhadap krisis iklim. Pupuk berlebih juga dapat terbawa air hujan ke perairan, mengurangi oksigen bagi kehidupan akuatik, menyebabkan pertumbuhan alga yang berlebihan, dan mengurangi keanekaragaman hayati.
Namun, menyesuaikan kadar pupuk secara akurat agar sesuai dengan kebutuhan tanah dan tanaman masih merupakan tantangan. Pengujian jarang dilakukan, dan metode yang ada saat ini untuk mengukur nitrogen tanah melibatkan pengiriman sampel tanah ke laboratorium—suatu proses yang panjang dan mahal, dan hasilnya kurang bermanfaat pada saat sampai ke petani.
Dr. Firat Guder, penulis senior dan peneliti utama di Departemen Bioteknologi Imperial, mengatakan: “Sebagian besar makanan kita berasal dari tanah – ini adalah sumber daya yang tidak dapat diperbarui 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 kami bantu selesaikan melalui pertanian presisi, yang kami harapkan akan membantu mengurangi pemupukan berlebihan sekaligus meningkatkan hasil panen dan keuntungan petani.”