Уменьшение расхода удобрений благодаря тест-полоскам и спутниковым данным

19.08.2023 3 540
Новое диагностическое устройство с биосенсором и тест-полосками

Новая технология позволит в будущем быстро, легко и точно вносить удобрения в поле. Благодаря сочетанию тест-полосок биосенсора и спутниковых данных дистанционного зондирования Мюнхенский технический университет (TUM) разрабатывает метод определения питательного состояния зерновых и оптимального количества удобрений.

Автоматическое предоставление цифровых аналитических данных на терминал трактора должно сэкономить время и предотвратить избыточное внесение удобрений в будущем. Благодаря развитию экологически безопасных технологий кампус Штраубинга по устойчивому развитию играет ведущую роль в TUM.

Ученые долго искали методы и способы обеспечения растений достаточным количеством питательных веществ при сохранении ресурсов. Цель состоит в том, чтобы определить точное количество удобрений, необходимых для каждой стадии роста, и использовать технологию для внесения питательных веществ в поле с точностью и точностью.

Ученые из Технического университета Мюнхена работают над новым и простым методом определения состояния питания зерновых культур с помощью простых в использовании биосенсорных тест-полосок, очень похожих на определение уровня сахара в крови у диабетиков. Несколько стеблей растений собираются как минимум из трех разных мест в поле и используются для экстракции. Одной капли сока на тест-полоске достаточно, чтобы измерить содержание нитратов диагностическим прибором, который умещается на ладони. Результат доступен через несколько минут.

Он используется для калибровки данных дистанционного зондирования, которые уже доступны через спутник из программы ЕС Copernicus, европейской службы мониторинга земель. Сочетание точных локальных измерений нового диагностического прибора с использованием тест-полосок и широкодоступных данных наблюдения Земли со спутников позволяет точно рассчитать количество азотных удобрений, необходимых на исследуемом поле. По оценке исследователей TUM, это экономит до 20 процентов удобрений, необходимых для выращивания зерновых.

По данным Федерального агентства по охране окружающей среды, 50 процентов азотных удобрений, используемых в сельском хозяйстве, не усваиваются растениями. Избыточное количество удобрений остается в естественных циклах в природе и влияет на почву и воду. Расчеты удобрений для культурных растений выполняются чисто математически со стандартными параметрами или на основе опыта. Хотя можно определить состояние питания растений с помощью лабораторного анализа, в настоящее время это очень затратно с точки зрения времени и денег. Поэтому на сегодняшний день это было довольно непрактично для использования в полевых условиях.

Первоначальный центр исследований в TUM был направлен на поставку азота для зерновых культур. В будущем также можно будет проверить состояние питания растений в отношении фосфатов и калия. В TUM используются прототипы нового диагностического метода, которые, как ожидается, также станут доступными в будущем. Исследователи рассчитали стоимость использования новой технологии в сельском хозяйстве примерно в 20 евро за гектар. Цель состоит в том, чтобы иметь возможность передавать обработанные результаты анализа с тест-полосок и спутниковых данных непосредственно в цифровую бортовую технику сельскохозяйственных машин и устройств для внесения удобрений. Таким образом, внесение удобрений может быть выполнено полностью в цифровом виде и точно без каких-либо трудоемких расчетов.

Полевые испытания новой технологии начинаются уже в этом году. Сотрудничество с региональными машинными кольцами позволяет исследователям TUM получить опыт работы с широким кругом пользователей.

«С самого начала мы будем проводить полевые испытания с фермерами в регионе, чтобы развивать нашу технологию в сотрудничестве с пользователями», — говорит д-р Тобиас Фёпель, руководитель проекта в кампусе ТУМ в Штраубинге.

Результаты практических полевых испытаний будут учтены при разработке новой технологии в течение следующих трех лет.

Источник и фото: Мюнхенский технический университет

Поделиться:

Похожие статьи