El sensor tèrmic ajuda els agricultors a gestionar l'aplicació de fertilitzants

Tecnologia de sensors intel·ligents que ajudarà els agricultors a utilitzar els fertilitzants de manera més eficient i a reduir els danys ambientals.
La tecnologia, descrita a la revista Natural Foods, pot ajudar els productors a determinar el millor moment per aplicar fertilitzant als cultius i la quantitat de fertilitzant necessària, tenint en compte factors com el clima i les condicions del sòl. Això reduirà la sobrefertilització costosa i perjudicial per al medi ambient dels sòls, que allibera el gas d'efecte hivernacle òxid nitrós i contamina el sòl i les vies navegables.
Avui dia, la sobrefertilització ha inutilitzat el 12% de la terra que abans era cultivable al món, i l'ús de fertilitzants nitrogenats ha augmentat un 600% en els darrers 50 anys.
Tanmateix, és difícil per als productors de cultius regular amb precisió l'ús de fertilitzants: si en gasten massa, corren el risc de danyar el medi ambient i si en gasten massa poc, corren el risc de reduir els rendiments;
Els investigadors de la nova tecnologia de sensors diuen que podria beneficiar el medi ambient i els productors.
El sensor, anomenat sensor de gas elèctric funcionalitzat químicament a base de paper (chemPEGS), mesura la quantitat d'amoni al sòl, un compost que els bacteris del sòl converteixen en nitrit i nitrat. Utilitza un tipus d'intel·ligència artificial anomenada aprenentatge automàtic, combinant-la amb dades sobre el clima, el temps transcorregut des de l'aplicació de fertilitzants, mesures del pH del sòl i la conductivitat. Utilitza aquestes dades per predir el contingut total de nitrogen del sòl ara i el contingut total de nitrogen d'aquí a 12 dies per predir el millor moment per aplicar fertilitzants.
L'estudi mostra com aquesta nova solució de baix cost pot ajudar els productors a obtenir el màxim benefici de la menor quantitat de fertilitzant, especialment per a cultius amb un ús intensiu de fertilitzants com el blat. Aquesta tecnologia podria reduir simultàniament els costos de producció i els danys ambientals dels fertilitzants nitrogenats, el tipus de fertilitzant més utilitzat.
L'investigador principal, el Dr. Max Greer, del Departament de Bioenginyeria de l'Imperial College de Londres, va dir: "El problema de la sobrefertilització, tant des d'una perspectiva ambiental com econòmica, no es pot exagerar. La productivitat i els ingressos relacionats estan disminuint any rere any aquest any, i els fabricants actualment no disposen de les eines necessàries per abordar aquest problema".
«La nostra tecnologia pot ajudar a resoldre aquest problema ajudant els productors a comprendre els nivells actuals d'amoníac i nitrat al sòl i a predir els nivells futurs en funció de les condicions meteorològiques. Això els permet ajustar l'aplicació de fertilitzants a les necessitats específiques del seu sòl i cultiu.»
L'excés de fertilitzants nitrogenats allibera òxid nitrós a l'aire, un gas d'efecte hivernacle 300 vegades més potent que el diòxid de carboni i que contribueix a la crisi climàtica. L'excés de fertilitzants també pot ser arrossegat per l'aigua de pluja cap a les vies navegables, privant la vida aquàtica d'oxigen, provocant floracions d'algues i reduint la biodiversitat.
Tanmateix, ajustar amb precisió els nivells de fertilitzant a les necessitats del sòl i dels cultius continua sent un repte. Les proves són poc freqüents i els mètodes actuals per mesurar el nitrogen del sòl impliquen l'enviament de mostres de sòl a un laboratori, un procés llarg i costós els resultats del qual tenen una utilitat limitada quan arriben als productors.
El Dr. Firat Guder, autor principal i investigador principal del Departament de Bioenginyeria de l'Imperial College, va dir: "La major part dels nostres aliments provenen del sòl; és un recurs no renovable i si no el protegim el perdrem. De nou, combinat amb la contaminació per nitrogen de l'agricultura, es crea un dilema per al planeta que esperem ajudar a resoldre mitjançant l'agricultura de precisió, que esperem que ajudi a reduir la sobrefertilització alhora que augmenta el rendiment dels cultius i els beneficis dels productors".