Կայուն խելացի գյուղատնտեսություն կենսաքայքայվող հողի խոնավության սենսորով

Ավելի ու ավելի սահմանափակ հողային և ջրային ռեսուրսները խթանել են ճշգրիտ գյուղատնտեսության զարգացումը, որն օգտագործում է հեռազգացման տեխնոլոգիա՝ օդի և հողի շրջակա միջավայրի տվյալները իրական ժամանակում վերահսկելու համար՝ բերքատվությունը օպտիմալացնելու համար: Նման տեխնոլոգիաների կայունության մաքսիմալացումը կարևոր է շրջակա միջավայրի պատշաճ կառավարման և ծախսերի կրճատման համար:
Այժմ, «Advanced Sustainable Systems» ամսագրում վերջերս հրապարակված ուսումնասիրության մեջ, Օսակայի համալսարանի հետազոտողները մշակել են հողի խոնավության անլար չափման տեխնոլոգիա, որը մեծ մասամբ կենսաքայքայվող է: Այս աշխատանքը կարևոր հանգրվան է ճշգրիտ գյուղատնտեսության մնացած տեխնիկական խոչընդոտների, ինչպիսիք են օգտագործված սենսորային սարքավորումների անվտանգ հեռացումը, լուծման գործում:
Քանի որ աշխարհի բնակչությունը շարունակում է աճել, գյուղատնտեսական բերքատվության օպտիմալացումը և հողի ու ջրի օգտագործումը նվազագույնի հասցնելը կարևոր է: Ճշգրիտ գյուղատնտեսությունը նպատակ ունի լուծել այս հակասական կարիքները՝ օգտագործելով սենսորային ցանցեր՝ շրջակա միջավայրի մասին տեղեկատվություն հավաքելու համար, որպեսզի ռեսուրսները կարողանան համապատասխանաբար բաշխվել գյուղատնտեսական հողերին, երբ և որտեղ դրանք անհրաժեշտ են:
Անօդաչու թռչող սարքերը և արբանյակները կարող են հավաքել տեղեկատվության մեծ պաշար, սակայն դրանք իդեալական չեն հողի խոնավությունը և խոնավության մակարդակը որոշելու համար: Տվյալների օպտիմալ հավաքագրման համար խոնավության չափման սարքերը պետք է տեղադրվեն գետնին բարձր խտությամբ: Եթե սենսորը կենսաքայքայվող չէ, այն պետք է հավաքագրվի իր կյանքի վերջում, ինչը կարող է աշխատատար և անիրագործելի լինել: Ներկայիս աշխատանքի նպատակն է մեկ տեխնոլոգիայի միջոցով էլեկտրոնային ֆունկցիոնալության և կենսաքայքայման հասնելը:
«Մեր համակարգը ներառում է բազմաթիվ սենսորներ, անլար սնուցման աղբյուր և ջերմային պատկերման տեսախցիկ՝ զգայունության և տեղորոշման տվյալներ հավաքելու և փոխանցելու համար», - բացատրում է ուսումնասիրության առաջատար հեղինակ Տակաակի Կասուգան: «Հողի մեջ պարունակվող բաղադրիչները հիմնականում էկոլոգիապես մաքուր են և բաղկացած են նանոթղթից, հիմքից, բնական մոմից պաշտպանիչ ծածկույթից, ածխածնային տաքացուցիչից և անագե հաղորդիչ մետաղալարից»:
Տեխնոլոգիան հիմնված է այն փաստի վրա, որ անլար էներգիայի փոխանցման արդյունավետությունը սենսորին համապատասխանում է սենսորային ջեռուցիչի ջերմաստիճանին և շրջակա հողի խոնավությանը: Օրինակ, հարթ հողի վրա սենսորային դիրքը և անկյունը օպտիմալացնելիս, հողի խոնավությունը 5%-ից մինչև 30% բարձրացնելիս փոխանցման արդյունավետությունը նվազում է մոտ 46%-ից մինչև մոտ 3%: Այնուհետև ջերմային պատկերման տեսախցիկը նկարահանում է տարածքը՝ միաժամանակ հավաքելով հողի խոնավության և սենսորային տեղադրության տվյալները: Բերքահավաքի սեզոնի ավարտին սենսորները կարող են թաղվել հողի մեջ՝ կենսաքայքայման համար:
«Մենք հաջողությամբ պատկերեցինք հողի անբավարար խոնավություն ունեցող տարածքներ՝ օգտագործելով 12 սենսոր 0.4 x 0.6 մետր չափի ցուցադրական դաշտում», - ասաց Կասուգան: «Արդյունքում, մեր համակարգը կարող է կարգավորել ճշգրիտ գյուղատնտեսության համար անհրաժեշտ սենսորների բարձր խտությունը»:
Այս աշխատանքը ներուժ ունի օպտիմալացնելու ճշգրիտ գյուղատնտեսությունը ավելի ու ավելի սահմանափակ ռեսուրսներով աշխարհում: Հետազոտողների տեխնոլոգիայի արդյունավետության մաքսիմալացումը ոչ իդեալական պայմաններում, ինչպիսիք են սենսորների վատ տեղադրումը և թեքության անկյունները կոպիտ հողերի վրա, և, հնարավոր է, հողային միջավայրի այլ ցուցանիշներ՝ հողի խոնավության մակարդակից դուրս, կարող է հանգեցնել տեխնոլոգիայի լայնածավալ օգտագործմանը համաշխարհային գյուղատնտեսական համայնքի կողմից: