Colleen Josephson, adiunkt inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz, zbudowała prototyp pasywnego znacznika radiowego, który można zakopać pod ziemią i odbijać fale radiowe z czytnika nad ziemią, trzymanego przez człowieka, przenoszonego przez drona lub zamontowanego na pojeździe. Czujnik informowałby plantatorów o wilgotności gleby na podstawie czasu potrzebnego na przebycie tej odległości przez fale radiowe.
Celem Josephsona jest zwiększenie wykorzystania teledetekcji przy podejmowaniu decyzji dotyczących nawadniania.
„Główną motywacją jest poprawa precyzji nawadniania” – powiedział Josephson. „Dziesięciolecia badań pokazują, że stosując nawadnianie oparte na czujnikach, oszczędzasz wodę i utrzymujesz wysokie plony”.
Jednak obecne sieci czujników są drogie i wymagają paneli słonecznych, okablowania i połączeń internetowych, co może kosztować tysiące dolarów w przypadku każdego miejsca sondowania.
Problem w tym, że czytnik musiałby znaleźć się w pobliżu znacznika. Szacuje, że jej zespół może go uruchomić na wysokości 10 metrów nad ziemią i na głębokości zaledwie 1 metra.
Josephson i jej zespół zbudowali udany prototyp znacznika – pudełko o wielkości pudełka na buty, zawierające znacznik częstotliwości radiowej zasilany kilkoma bateriami AA oraz czytnik znajdujący się nad ziemią.
Dzięki grantowi Fundacji Badań nad Żywnością i Rolnictwem planuje powtórzyć eksperyment z mniejszym prototypem i stworzyć ich dziesiątki, co wystarczy do prób terenowych w gospodarstwach komercyjnych. Doświadczenia będą dotyczyć zielonych warzyw liściastych i jagód, ponieważ są to główne uprawy w dolinie Salinas w pobliżu Santa Cruz, powiedziała.
Jednym z celów jest określenie, jak dobrze sygnał będzie się rozprzestrzeniał przez korony drzew. Do tej pory na stacji zakopano znaczniki w pobliżu linii kroplujących na głębokość 75 cm i uzyskano dokładne odczyty gleby.
Eksperci od nawadniania z północno-zachodniej części kraju pochwalili ten pomysł — precyzyjne nawadnianie jest rzeczywiście kosztowne — ale mieli wiele pytań.
Chet Dufault, plantator wykorzystujący zautomatyzowane narzędzia nawadniające, popiera tę koncepcję, ale sprzeciwia się konieczności wykonania dodatkowych czynności, aby zbliżyć czujnik do znacznika.
„Jeśli musisz wysłać kogoś lub siebie… możesz równie łatwo wbić sondę glebową w 10 sekund” – powiedział.
Troy Peters, profesor inżynierii systemów biologicznych na Uniwersytecie Stanowym w Waszyngtonie, wyraził wątpliwość, w jaki sposób rodzaj gleby, jej gęstość, tekstura i nierówności wpływają na odczyty, a także czy każdą lokalizację należy kalibrować indywidualnie.
Setki czujników, zainstalowanych i konserwowanych przez techników firmy, komunikują się radiowo z pojedynczym odbiornikiem zasilanym przez panel słoneczny, oddalonym o maksymalnie 450 metrów, który następnie przesyła dane do chmury. Żywotność baterii nie stanowi problemu, ponieważ technicy odwiedzają każdy czujnik co najmniej raz w roku.
Prototypy Josephsona pochodzą sprzed 30 lat, powiedział Ben Smith, specjalista ds. nawadniania technicznego w Semios. Pamięta, jak zakopano je w ziemi, a na nich odsłonięto przewody, które pracownik podłączał do przenośnego rejestratora danych.
Dzisiejsze czujniki potrafią analizować dane dotyczące wody, odżywiania, klimatu, szkodników i innych czynników. Na przykład detektory glebowe firmy wykonują pomiary co 10 minut, umożliwiając analitykom obserwację trendów.
Czas publikacji: 06-05-2024