Các nhà nghiên cứu sản xuất cảm biến tưới cây tiết kiệm nước

Công nghệ mới đáp ứng nhu cầu toàn cầu về điều tiết lượng nước tiêu thụ trong sản xuất nông nghiệp.

Một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học Connecticut đã thiết kế một cảm biến độ ẩm đất có hiệu quả chi phí tốt nhất hiện nay và đáp ứng được nhu cầu toàn cầu về điều chỉnh mức tiêu thụ nước trong sản xuất  nông nghiệp.

Theo các nhà nghiên cứu, được thiết kế và thử nghiệm tại trang trại của trường Đại học, các cảm biến đủ nhỏ để đưa vào đất dễ dàng và ít tốn kém hơn so với công nghệ hiện tại. "Những tiến bộ trong khoa học thủy văn bị cản trở do thiếu dữ liệu độ ẩm đất tại chỗ. Rất khó để theo dõi và đo lường mọi thứ dưới lòng đất. Thách thức là các cảm biến hiện có rất tốn kém và quá trình cài đặt rất tốn công sức", Guiling Wang, tác giả nghiên cứu cho biết.

Các cảm biến được phát triển bởi đội ngũ kỹ sư của UConn  dự kiến ​​sẽ tiết kiệm gần 35% lượng nước tiêu thụ và chi phí thấp hơn nhiều so với những công nghệ hiện tại. Theo các nhà nghiên cứu, các cảm biến hiện tại được sử dụng theo cách tương tự nằm trong khoảng từ 100 đến 1.000 đô la Mỹ mỗi cái, trong khi cảm biến được phát triển tại UConn có giá 2 đô la Mỹ.

Một tùy chọn giám sát thay thế, dữ liệu độ ẩm đất được thu thập từ công nghệ viễn thám như radar và máy đo phóng xạ trên vệ tinh trên tàu, có độ phân giải thấp. Nhưng công nghệ mới được phát triển bởi nhóm nhà khoa học của UConn có thể cung cấp dữ liệu độ phân giải thời gian cao cần thiết cho sự phát triển mô hình thủy văn trong nhóm của Wang.

Trong nguyên mẫu UConn, dây được kết nối từ các cảm biến đến một thiết bị ghi dữ liệu. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành kiểm tra thực địa các cảm biến - thực hiện các thử nghiệm song song với các cảm biến thương mại trong các điều kiện môi trường khác nhau trong thời gian 10 tháng. Ảnh hưởng của các biến đổi môi trường đến độ ẩm của đất trong suốt thời gian đã được phản ánh rõ ràng.

Điều quan quan trọng là các cảm biến nhỏ cũng có thể dễ dàng được gửi đi khắp thế giới do thực tế độ ẩm của đất đóng vai trò cơ bản trong việc ra quyết định sản xuất nông nghiệp trên toàn cầu. Cảm biến độ ẩm đất chính xác là điều cần thiết để đảm bảo mực nước tạo ra cây trồng tốt nhất mà không lãng phí tài nguyên thiên nhiên. Ở một số bang ở Mỹ như Florida và California, việc sử dụng nước tưới đã bị hạn chế đáng kể.

Các nhà khoa học của UConn cũng đang nghiên cứu một cảm biến nitơ giống như mô hình của các cảm biến nước. Điều này sẽ giúp cung cấp cho nông dân thông tin về thời điểm cánh đồng cần bón phân. Hiện tại, cảm biến nitơ không có sẵn bằng cách sử dụng loại công nghệ này.