Colleen Josephson, Assistenzprofessorin für Elektro- und Computertechnik an der University of California in Santa Cruz, hat den Prototyp eines passiven Radiofrequenz-Tags gebaut. Dieser könnte unter der Erde vergraben werden und die Radiowellen eines oberirdischen Lesegeräts reflektieren, das entweder von einer Person gehalten, von einer Drohne getragen oder an einem Fahrzeug montiert werden kann. Der Sensor würde den Landwirten anhand der Zeit, die die Radiowellen für die Reise benötigen, den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens mitteilen.
Josephsons Ziel ist es, den Einsatz der Fernerkundung bei Bewässerungsentscheidungen zu fördern.
„Die Hauptmotivation besteht darin, die Bewässerungspräzision zu verbessern“, sagte Josephson. „Jahrzehntelange Studien zeigen, dass man mit sensorgestützter Bewässerung Wasser spart und hohe Erträge erzielt.“
Allerdings sind die aktuellen Sensornetzwerke teuer und erfordern Solarmodule, Verkabelung und Internetverbindungen, die für jeden Messstandort Tausende von Dollar kosten können.
Der Haken dabei ist, dass sich das Lesegerät in der Nähe des Tags bewegen muss. Sie schätzt, dass ihr Team es in einer Höhe von 10 Metern über dem Boden und bis zu einem Meter unter der Erde zum Laufen bringen kann.
Josephson und ihr Team haben einen erfolgreichen Prototyp des Tags gebaut, eine Box von der Größe eines Schuhkartons, die den Radiofrequenz-Tag enthält, der von ein paar AA-Batterien mit Strom versorgt wird, sowie ein oberirdisches Lesegerät.
Mit einem Zuschuss der Foundation for Food and Agriculture Research will sie das Experiment mit einem kleineren Prototyp wiederholen und Dutzende davon herstellen – genug für Feldversuche auf kommerziell bewirtschafteten Farmen. Die Versuche sollen mit Blattgemüse und Beerenfrüchten durchgeführt werden, da diese im Salinas Valley bei Santa Cruz die Hauptanbauprodukte sind, sagte sie.
Ein Ziel besteht darin, zu ermitteln, wie gut das Signal durch Blätterdächer dringt. Bisher wurden an der Station Markierungen neben Tropfleitungen bis zu einer Tiefe von 76 cm vergraben und erhalten so genaue Bodenmessungen.
Bewässerungsexperten aus dem Nordwesten lobten die Idee – Präzisionsbewässerung ist tatsächlich teuer –, hatten jedoch viele Fragen.
Chet Dufault, ein Landwirt, der automatische Bewässerungsgeräte verwendet, ist mit dem Konzept zufrieden, schreckt jedoch vor dem Arbeitsaufwand zurück, der erforderlich ist, um den Sensor in die Nähe des Etiketts zu bringen.
„Wenn Sie jemanden oder sich selbst schicken müssen … können Sie eine Bodensonde genauso einfach in 10 Sekunden einführen“, sagte er.
Troy Peters, Professor für Biosystemtechnik an der Washington State University, stellte die Frage, wie sich Bodenart, Dichte, Beschaffenheit und Unebenheiten auf die Messwerte auswirken und ob jeder Standort einzeln kalibriert werden müsse.
Hunderte Sensoren, die von Technikern des Unternehmens installiert und gewartet werden, kommunizieren per Funk mit einem einzigen Empfänger, der von einem Solarpanel in bis zu 450 Metern Entfernung mit Strom versorgt wird und die Daten dann in die Cloud überträgt. Die Batterielebensdauer ist kein Problem, da die Techniker jeden Sensor mindestens einmal im Jahr besuchen.
Josephsons Prototypen erinnern an eine Zeit vor 30 Jahren, sagt Ben Smith, technischer Bewässerungsspezialist bei Semios. Er erinnert sich an vergrabene Anlagen mit freiliegenden Kabeln, die ein Arbeiter physisch an einen tragbaren Datenlogger anschloss.
Moderne Sensoren liefern Daten zu Wasser, Nährstoffen, Klima, Schädlingen und vielem mehr. Die Bodendetektoren des Unternehmens beispielsweise messen alle zehn Minuten, sodass Analysten Trends erkennen können.
Beitragszeit: 06. Mai 2024