Terapeutski senzor pomaže poljoprivrednicima da upravljaju primjenom gnojiva

Pametna senzorska tehnologija koja će pomoći poljoprivrednicima da efikasnije koriste gnojivo i smanje štetu po okoliš.
Tehnologija, opisana u časopisu Natural Foods, može pomoći proizvođačima da odrede najbolje vrijeme za primjenu gnojiva na usjeve i potrebnu količinu gnojiva, uzimajući u obzir faktore poput vremenskih uslova i stanja tla. Ovo će smanjiti skupo i ekološki štetno prekomjerno gnojenje tla, koje oslobađa staklenički plin dušikov oksid i zagađuje tlo i vodene tokove.
Danas je prekomjerno gnojenje učinilo 12% nekada obradivog zemljišta u svijetu neupotrebljivim, a upotreba dušičnih gnojiva povećala se za 600% u posljednjih 50 godina.
Međutim, proizvođačima usjeva je teško precizno regulirati upotrebu gnojiva: previše i riskiraju oštećenje okoliša, a premalo trošenja i riskiraju niže prinose;
Istraživači nove senzorske tehnologije kažu da bi ona mogla koristiti okolišu i proizvođačima.
Senzor, nazvan papirni hemijski funkcionalizirani električni plinski senzor (chemPEGS), mjeri količinu amonijaka u tlu, spoja koji bakterije u tlu pretvaraju u nitrite i nitrate. Koristi vrstu umjetne inteligencije koja se naziva strojno učenje, kombinirajući je s podacima o vremenu, vremenu od primjene gnojiva, mjerenjima pH vrijednosti tla i provodljivosti. Koristi ove podatke za predviđanje ukupnog sadržaja dušika u tlu sada i ukupnog sadržaja dušika za 12 dana u budućnosti kako bi predvidio najbolje vrijeme za primjenu gnojiva.
Studija pokazuje kako ovo novo jeftino rješenje može pomoći proizvođačima da ostvare najveću korist od najmanje količine gnojiva, posebno za kulture koje intenzivno koriste gnojivo poput pšenice. Ova tehnologija bi istovremeno mogla smanjiti troškove proizvođača i štetu po okoliš od dušičnih gnojiva, najčešće korištene vrste gnojiva.
Vodeći istraživač dr. Max Greer s Odsjeka za bioinženjering na Imperial Collegeu u Londonu rekao je: „Problem prekomjernog gnojenja, kako sa ekološke tako i sa ekonomske perspektive, ne može se dovoljno naglasiti. Produktivnost i s tim povezani prihodi opadaju iz godine u godinu ove godine, a proizvođači trenutno nemaju alate potrebne za rješavanje ovog problema.“
„Naša tehnologija može pomoći u rješavanju ovog problema tako što pomaže uzgajivačima da razumiju trenutne nivoe amonijaka i nitrata u tlu i predvide buduće nivoe na osnovu vremenskih uslova. To im omogućava da precizno prilagode primjenu gnojiva specifičnim potrebama svog tla i usjeva.“
Višak dušičnih gnojiva oslobađa u zrak dušikov oksid, staklenički plin 300 puta jači od ugljičnog dioksida i doprinosi klimatskoj krizi. Višak gnojiva može se isprati i kišnicom u vodotokove, lišavajući vodeni svijet kisika, uzrokujući cvjetanje algi i smanjujući biodiverzitet.
Međutim, precizno podešavanje nivoa gnojiva prema potrebama tla i usjeva ostaje izazov. Testiranje je rijetko, a trenutne metode za mjerenje dušika u tlu uključuju slanje uzoraka tla u laboratoriju - dugotrajan i skup proces čiji su rezultati ograničene upotrebe dok ne stignu do uzgajivača.
Dr. Firat Guder, viši autor i glavni istraživač na Odsjeku za bioinženjering Imperial Univerziteta, rekao je: „Većina naše hrane dolazi iz tla – to je neobnovljivi resurs i ako ga ne zaštitimo, izgubit ćemo ga. Opet, u kombinaciji sa zagađenjem dušikom iz poljoprivrede, to stvara zagonetku za planetu koju se nadamo riješiti preciznom poljoprivredom, za koju se nadamo da će pomoći u smanjenju prekomjernog gnojenja, a istovremeno povećati prinose usjeva i profit uzgajivača.“