智慧土壤傳感器可以減少肥料對環境的破壞
2022/08/10 @國際
摘要
英國倫敦帝國理工學院開發了一種低成本的智慧土壤感測器，用於預測土壤中剩餘的氮含量，使農民可以更準確的預測施肥的最佳時間與用量，減少不必要的浪費，在節省施肥成本的同時亦降低化肥對環境造成的破壞。
示意圖
由於全球人口不斷增長，生產的糧食也越來越多，而化肥在其中扮演了相當重要的角色。化肥被用以促進植物生長，幾乎已成為農業經營中的必要成分，其種類繁多，大多數含有不同比例的三種必需營養素：氮(N)、磷(P)和鉀(K)。不幸的是，氮並沒有完整的被作物利用，事實上，肥料中的氮只有50%被農田中的植物使用。含氮肥料是一把雙面刃—它們是植物生長所必需的，但過量的氮最終會進入大氣和水體，如湖泊、河流、溪流和海洋，對人類和動物造成一系列不利影響。
土壤中的一些微生物可以將氮轉化為其他含氮氣體，稱為溫室氣體 (GHG)。進入大氣的溫室氣體含量增加會導致全球暖化加速，並導致劇烈的氣候變化。此外，一氧化二氮甚至比二氧化碳的影響更大。氮流失對環境來說是一個問題， 如果肥料管理不當，可能會導致水體中含氧量下降，產生藻華、雜草、氨毒性、糞便大腸菌汙染、硝酸鹽、臭味和氣體等，對周圍環境及水中生物產生負面影響。
英國倫敦帝國理工學院的研究人員最近開發了一種低成本的智慧土壤感測器，稱為 chemPEGS，chemPEGS結合了機器學習技術、天氣數據、pH值、施肥時間和土壤導電率測量等各項數據來預測土壤中未來12天的氮含量，使農民可以更準確的預測施肥的最佳時間，在不影響收成的情況下減少用於生產作物的肥料量，並根據作物的具體需求以及希望達到的結果來微調施肥方法。最終目標是讓農民限制他們使用的肥料量，同時生產出最多的農作物，在節省成本的同時亦降低含氮化肥對環境造成的破壞。【延伸閱讀】- 運用數位相機和AI監控土壤濕度並進行智能灌溉
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