den Düngemitteleinsatz einzuschränken
Imperial-Bioingenieure haben eine intelligente Sensortechnologie entwickelt, die Landwirten helfen soll, Düngemittel effektiver einzusetzen und Umweltschäden zu verringern. Die Technologie, die in Nature Food beschrieben wird, könnte Landwirten helfen, den besten Zeitpunkt für den Einsatz von Düngemitteln und die benötigte Menge unter Berücksichtigung von Faktoren wie Wetter und Bodenbeschaffenheit zu ermitteln. Dies würde die teuren und umweltschädlichen Auswirkungen einer Überdüngung des Bodens verringern, bei der das Treibhausgas Lachgas freigesetzt und Böden und Gewässer verschmutzt werden können.
Die Überdüngung hat bisher weltweit 12 Prozent der einst bebaubaren Flächen unbrauchbar gemacht, und der Einsatz von Stickstoffdünger ist in den letzten 50 Jahren um 600 Prozent gestiegen. Für die Landwirte ist es jedoch schwierig, ihren eigenen Düngemitteleinsatz genau zu steuern: Wenn sie zu viel düngen, riskieren sie Umweltschäden und Geldverschwendung; wenn sie zu wenig düngen, riskieren sie schlechte Ernteerträge. Die Forscher, die hinter dieser neuen Sensortechnologie stehen, sagen, dass sie sowohl für die Umwelt als auch für die Landwirte von Nutzen sein könnte.
Der Sensor mit der Bezeichnung chemisch funktionalisierter papierbasierter elektrischer Gassensor (chemPEGS) misst den Ammoniumgehalt im Boden - die Verbindung, die von Bodenbakterien in Nitrite und Nitrate umgewandelt wird. Mithilfe einer Art von künstlicher Intelligenz, die als maschinelles Lernen bezeichnet wird, werden diese Daten mit Wetterdaten, der Zeit seit der Düngung, dem pH-Wert und der Messung der Bodenleitfähigkeit kombiniert. Anhand dieser Daten kann es vorhersagen, wie viel Gesamtstickstoff der Boden jetzt hat und wie viel er bis zu 12 Tage in der Zukunft haben wird, um den optimalen Zeitpunkt für die Düngung zu ermitteln.
Die Studie zeigt auf, wie diese neue, kostengünstige Lösung den Landwirten helfen könnte, mit minimaler Düngung maximale Erträge zu erzielen, insbesondere bei düngedürftigen Pflanzen wie Weizen. Die Technologie könnte gleichzeitig die Kosten der Landwirte und die Umweltbelastung durch stickstoffhaltige Düngemittel - den am häufigsten verwendeten Dünger - verringern.
Der leitende Forscher Dr. Max Grell, der die Technologie am Imperial College London, Abteilung für Bioengineering, mitentwickelt hat, sagte: "Man kann das Problem der Überdüngung sowohl aus ökologischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht gar nicht hoch genug einschätzen. Die Erträge und das daraus resultierende Einkommen sinken von Jahr zu Jahr, und die Landwirte haben derzeit nicht die nötigen Instrumente, um dagegen anzugehen.
"Unsere Technologie könnte dazu beitragen, dieses Problem zu lösen, indem sie die Landwirte in die Lage versetzt, den aktuellen Ammoniak- und Nitratgehalt im Boden zu ermitteln und anhand der Wetterbedingungen vorherzusagen, wie hoch er in Zukunft sein wird. So könnten sie die Düngung auf die spezifischen Bedürfnisse des Bodens und der Pflanzen abstimmen.
Die Forscher gehen davon aus, dass chemPEGS und die zugehörige KI-Technologie, die sich derzeit im Prototypenstadium befinden, in drei bis fünf Jahren nach weiteren Tests und einer Standardisierung der Herstellung für die Vermarktung zur Verfügung stehen werden.
Weitere Informationen finden Sie unter:
https://www.imperial.ac.uk/news/232638/low-cost-intelligent-soil-sensors-could-help/ [This is automatically translated from English]