Νέα τεχνολογία από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας επιτρέπει στους αγρότες να ποτίζουν μόνο όπου και όταν χρειάζεται
Η προηγμένη τεχνολογία μπορεί να βοηθήσει τους αγρότες να φτάσουν στη ρίζα ενός αυξανόμενου προβλήματος, την υπερβολική άρδευση σε εποχή αυξανόμενης ξηρασίας και λειψυδρίας. Ένα νέο σύστημα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Riverside μπορεί να χαρτογραφήσει την υγρασία του εδάφους δέντρο προς δέντρο, ώστε οι καλλιεργητές να ποτίζουν μόνο εκεί και τότε που χρειάζεται. Το σύστημα, που περιγράφεται στο επιστημονικό περιοδικό Computers and Electronics in Agriculture, αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα του Elia Scudiero, αναπληρωτή καθηγητή γεωργίας ακριβείας και διευθυντή του Κέντρου Γεωργίας, Τροφίμων και Περιβάλλοντος του πανεπιστημίου.
Η διαχείριση του νερού αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η γεωργία στην Καλιφόρνια και σε άλλες ξηρές περιοχές. Επί του παρόντος, ορισμένοι καλλιεργητές βασίζονται σε αισθητήρες υγρασίας εδάφους θαμμένους στο έδαφος για να καθορίσουν πότε να αρδεύσουν. Αυτοί οι αισθητήρες είναι ακριβοί και συνήθως εγκαθίστανται μόνο σε λίγες τοποθεσίες, αφήνοντας τους καλλιεργητές να μαντεύουν πώς διαφέρουν οι συνθήκες σε εκατοντάδες ή χιλιάδες δέντρα. Ακόμη και όταν τα συστήματα ψεκασμού παρέχουν την ίδια ποσότητα νερού σε ολόκληρο τον οπωρώνα, η υγρασία του εδάφους και η διαθεσιμότητά της στα δέντρα μπορεί να διαφέρει σημαντικά από σημείο σε σημείο εντός ενός μόνο χωραφιού.
Πώς λειτουργεί η ρομποτική χαρτογράφηση
Ο λόγος είναι η σύσταση του εδάφους. Τα λεπτόκοκκα εδάφη που περιέχουν μικροσκοπικά σωματίδια συγκρατούν το νερό σφιχτά επειδή έχουν μεγαλύτερη επιφάνεια όπου το νερό μπορεί να προσκολληθεί. Τα αμμώδη εδάφη περιέχουν μεγαλύτερα σωματίδια και λιγότερα μικρά, γεγονός που επιτρέπει στο νερό να στραγγίζει πιο γρήγορα. Αυτές οι διαφορές μπορούν να αφήσουν γειτονικά δέντρα να βιώνουν πολύ διαφορετικές συνθήκες. Το νέο σύστημα αντικαθιστά τα περιορισμένα δεδομένα αισθητήρων και τις εικασίες με λεπτομερείς χάρτες.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Η απάντηση του ΕΦΕΤ για την παράνομη “φάρμα” στην ταράτσα του κτιρίου στους Αμπελόκηπους – Δείτε νέο βίντεο
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Μάθημα μάρκετινγκ: Η κλοπή 400.000 kit kat μετατράπηκε σε δωρεάν θρίαμβο παγκόσμιας απήχησης
Ένα ρομπότ κινείται μέσα από έναν οπωρώνα μετρώντας μια ιδιότητα του εδάφους που ονομάζεται ηλεκτρική αγωγιμότητα. Αυτές οι μετρήσεις, σε συνδυασμό με δεδομένα από τους σταθερούς αισθητήρες υγρασίας που βρίσκονται ήδη στο έδαφος, επιτρέπουν στους ερευνητές να δημιουργήσουν ένα στατιστικό μοντέλο που προβλέπει την περιεκτικότητα σε νερό σε ολόκληρο το χωράφι. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα υποδεικνύει πόσο εύκολα κινείται ο ηλεκτρισμός μέσα από το έδαφος και επηρεάζεται από παράγοντες όπως η υγρασία καθώς και η περιεκτικότητα σε άλατα και άργιλο.
Συνδυάζοντας αυτές τις μετρήσεις με απευθείας αναγνώσεις νερού από θαμμένους αισθητήρες, το σύστημα μπορεί να μετατρέψει την αγωγιμότητα σε ακριβείς εκτιμήσεις της υγρασίας του εδάφους. Το αποτέλεσμα είναι μια εικόνα της κατανομής του νερού δέντρο προς δέντρο. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι καλλιεργητές θα γνωρίζουν επιτέλους πόσο νερό έχουν, πόσο χρειάζονται και μπορούν να ποτίσουν συγκεκριμένα δέντρα αν είναι ξηρά.
Οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη
Η διατήρηση του σωστού επιπέδου υγρασίας είναι σημαντική για την υγεία των φυτών. Τα δέντρα που λαμβάνουν πολύ λίγο νερό υφίστανται στρες και γίνονται πιο ευάλωτα σε παράσιτα και ασθένειες. Πάρα πολύ νερό, όμως, μπορεί να στερήσει οξυγόνο από τις ρίζες καθώς οι πόροι του εδάφους γεμίζουν με νερό αντί για αέρα. Υπάρχει ένα βέλτιστο σημείο, όπως εξηγεί ο Scudiero. Η βελτιωμένη ακρίβεια θα μπορούσε επίσης να αποτρέψει την κατάρρευση των οπωρώνων. Οι καλλιεργητές αντιμετωπίζουν ήδη αυστηρότερους κανονισμούς για τη χρήση υπόγειων υδάτων ενώ το κόστος του νερού συνεχίζει να αυξάνεται.
Αν το νερό γίνει περιορισμένο, οι αγρότες έχουν δύο επιλογές: μπορούν να εγκαταλείψουν τους οπωρώνες ή μπορούν να βρουν τρόπους να παράγουν τις ίδιες καλλιέργειες χρησιμοποιώντας λιγότερο νερό. Η τεχνολογία μπορεί επίσης να μειώσει τη ρύπανση από λιπάσματα. Όταν τα χωράφια ποτίζονται υπερβολικά, τα θρεπτικά συστατικά που εφαρμόζονται στις καλλιέργειες μπορούν να παρασυρθούν κάτω από τη ζώνη ριζών και στα υπόγεια ύδατα, ρυπαίνοντάς τα. Εφαρμόζοντας μόνο την ποσότητα νερού που χρειάζονται πραγματικά τα φυτά, μειώνεται ο κίνδυνος να παρασυρθούν αυτά τα θρεπτικά συστατικά μακριά από τις ρίζες των καλλιεργειών και στο περιβάλλον.
Το έργο ήταν υπό εξέλιξη επί χρόνια. Οι ερευνητές άρχισαν να το αναπτύσσουν το 2019 μέσω συνεργασιών μεταξύ γεωπόνων και μηχανικών. Για τον Scudiero, αντιπροσωπεύει την πραγματοποίηση ενός μακροχρόνιου στόχου. Έχει μελετήσει την τεχνολογία αγωγιμότητας εδάφους για περίπου 15 χρόνια και ήλπιζε κάποτε να τη συνδυάσει με αυτόνομα οχήματα ικανά να επιθεωρούν ολόκληρα χωράφια. Η ομάδα έχει ήδη καταθέσει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που σχετίζεται με τον τρόπο με τον οποίο το ρομπότ αλληλεπιδρά με τους αισθητήρες χωρίς να διαταράσσει τις μετρήσεις τους.
Φωτογραφία Shutterstock
