Älykäs anturiteknologia, joka auttaa maanviljelijöitä käyttämään lannoitteita tehokkaammin ja vähentämään ympäristövahinkoja.
Natural Foods -lehdessä kuvattu teknologia voi auttaa tuottajia määrittämään parhaan ajankohdan lannoitteiden levittämiseen viljelykasveille ja tarvittavan lannoitteen määrän ottaen huomioon esimerkiksi sää- ja maaperäolosuhteet. Tämä vähentää kallista ja ympäristölle haitallista maaperän liikalannoitusta, joka vapauttaa kasvihuonekaasua typpioksiduulia ja saastuttaa maaperää ja vesistöjä.
Nykyään liikalannoitus on tehnyt 12 % maailman aiemmin viljelykelpoisesta maasta käyttökelvottomaksi, ja typpilannoitteiden käyttö on lisääntynyt 600 % viimeisten 50 vuoden aikana.
Viljelijöiden on kuitenkin vaikea säädellä lannoitteiden käyttöä tarkasti: liian paljon lannoitteita käytettäessä he voivat vahingoittaa ympäristöä, ja liian vähän käytettäessä he voivat vaarantaa sadon.
Uuden anturiteknologian tutkijat sanovat, että siitä voisi olla hyötyä ympäristölle ja tuottajille.
Anturi, jota kutsutaan paperipohjaiseksi kemiallisesti funktionalisoiduksi sähköiseksi kaasuanturiksi (chemPEGS), mittaa maaperän ammoniumin määrää. Ammonium on yhdiste, jonka maaperän bakteerit muuttavat nitriitiksi ja nitraatiksi. Se käyttää koneoppimiseksi kutsuttua tekoälyä yhdistämällä tiedot säästä, lannoitteiden levityksestä kuluneesta ajasta, maaperän pH-arvosta ja johtavuudesta saatuihin tietoihin. Se käyttää näitä tietoja ennustaakseen maaperän kokonaistyppipitoisuuden nyt ja kokonaistyppipitoisuuden 12 päivän kuluttua, jolloin voidaan ennustaa paras lannoitteiden levitysaika.
Tutkimus osoittaa, kuinka tämä uusi edullinen ratkaisu voi auttaa tuottajia saamaan parhaan hyödyn pienimmästä lannoitemäärästä, erityisesti lannoiteintensiivisillä viljelykasveilla, kuten vehnällä. Tämä teknologia voisi samanaikaisesti vähentää tuottajien kustannuksia ja typpilannoitteiden, yleisimmin käytetyn lannoitetyypin, ympäristöhaittoja.
Johtava tutkija, tohtori Max Greer, Imperial College Londonin biotekniikan laitokselta, sanoi: ”Liikalannoituksen ongelmaa ei voida yliarvioida sekä ympäristön että talouden näkökulmasta. Tuottavuus ja siihen liittyvät tulot laskevat vuosi vuodelta tänä vuonna, eikä valmistajilla ole tällä hetkellä tarvittavia työkaluja tämän ongelman ratkaisemiseksi.”
”Teknologiamme voi auttaa ratkaisemaan tämän ongelman auttamalla viljelijöitä ymmärtämään maaperän nykyisiä ammoniakki- ja nitraattipitoisuuksia ja ennustamaan tulevia tasoja sääolosuhteiden perusteella. Näin he voivat hienosäätää lannoitteiden käyttöä maaperän ja viljelykasvin erityistarpeiden mukaan.”
Liiallinen typpilannoite vapauttaa ilmaan typpioksidia, kasvihuonekaasua, joka on 300 kertaa voimakkaampi kuin hiilidioksidi ja pahentaa ilmastokriisiä. Ylimääräinen lannoite voi myös huuhtoutua sadeveden mukana vesistöihin, mikä vie vesieliöiltä happea, aiheuttaa leväkukintoja ja vähentää luonnon monimuotoisuutta.
Lannoitteiden määrän tarkka säätäminen maaperän ja viljelykasvien tarpeisiin on kuitenkin edelleen haasteellista. Testaus on harvinaista, ja nykyiset menetelmät maaperän typen mittaamiseksi edellyttävät maanäytteiden lähettämistä laboratorioon – pitkä ja kallis prosessi, jonka tuloksista on vain vähän hyötyä, kun ne päätyvät viljelijöille.
Imperial Universityn biotekniikan laitoksen vanhempi kirjailija ja johtava tutkija, tohtori Firat Guder, sanoi: ”Suurin osa ruoastamme on peräisin maaperästä – se on uusiutumaton luonnonvara, ja jos emme suojele sitä, menetämme sen. Jälleen kerran, yhdistettynä maatalouden typpisaasteeseen, luo planeetalle ongelman, jonka toivomme ratkaisevan täsmäviljelyn avulla. Toivomme, että se auttaa vähentämään liikalannoitusta samalla, kun se lisää satoja ja viljelijöiden voittoja.”
Julkaisun aika: 20.5.2024