Colleen Josephson, biträdande professor i elektro- och datateknik vid University of California, Santa Cruz, har byggt en prototyp av en passiv radiofrekvenstagg som kan grävas ner i marken och reflektera radiovågor från en läsare ovan jord, antingen hållen av en person, buren av en drönare eller monterad på ett fordon. Sensorn skulle berätta för odlare hur mycket fukt det finns i jorden baserat på den tid det tar för dessa radiovågor att färdas.
Josephsons mål är att öka användningen av fjärranalys i bevattningsbeslut.
”Den övergripande motivationen är att förbättra bevattningsprecisionen”, sa Josephson. ”Årtionden av studier visar att när man använder sensorbaserad bevattning sparar man vatten och bibehåller höga avkastningar.”
Nuvarande sensornätverk är dock dyra och kräver solpaneler, kablage och internetanslutningar som kan kosta tusentals dollar för varje sondplats.
Haken är att läsaren måste gå i närheten av taggen. Hon uppskattar att hennes team kan få den att fungera inom 10 meter ovanför marken och så lågt som 1 meter djupt i marken.
Josephson och hennes team har byggt en framgångsrik prototyp av taggen, en låda som för närvarande är ungefär lika stor som en skokartong och innehåller radiofrekvenstaggen som drivs av ett par AA-batterier och en ovanjordisk läsare.
Med finansiering från ett bidrag från Foundation for Food and Agriculture Research planerar hon att upprepa experimentet med en mindre prototyp och tillverka dussintals av dem, tillräckligt för fältförsök på kommersiellt drivna gårdar. Försöken kommer att göras med bladgrönsaker och bär, eftersom de är de viktigaste grödorna i Salinasdalen nära Santa Cruz, sa hon.
Ett mål är att avgöra hur väl signalen kommer att färdas genom lummiga trädkronor. Hittills har de på stationen grävt ner etiketter intill droppledningar ner till 75 cm djup och får exakta markavläsningar.
Bevattningsexperter i nordvästra USA hyllade idén – precisionsbevattning är visserligen dyrt – men hade många frågor.
Chet Dufault, en odlare som använder automatiserade bevattningsverktyg, gillar konceptet men motsätter sig arbetet som krävs för att få sensorn i närheten av taggen.
"Om du måste skicka någon eller dig själv ... kan du sticka in en jordsond på 10 sekunder lika enkelt", sa han.
Troy Peters, professor i biologisk systemteknik vid Washington State University, ifrågasatte hur jordtyp, densitet, textur och ojämnhet påverkar avläsningarna och om varje plats skulle behöva kalibreras individuellt.
Hundratals sensorer, installerade och underhållna av företagets tekniker, kommunicerar via radio med en enda mottagare som drivs av en solpanel upp till 450 meter bort, som sedan överför data till molnet. Batteritiden är inget problem, eftersom dessa tekniker besöker varje sensor minst en gång om året.
Josephsons prototyper har anor från 30 år tillbaka i tiden, säger Ben Smith, teknisk bevattningsspecialist på Semios. Han minns hur de begravdes med blottade ledningar som en arbetare fysiskt kopplade in i en handhållen datalogger.
Dagens sensorer kan analysera data om vatten, näring, klimat, skadedjur och mer. Till exempel gör företagets jorddetektorer mätningar var tionde minut, vilket gör det möjligt för analytiker att upptäcka trender.
Publiceringstid: 6 maj 2024