سگ‌های رباتی که پرتو گاما را شناسایی می‌کنند می‌توانند کشاورزی را برای کشاورزان سودآورتر کنند

دانشمندان در حال آزمایش یک تکنولوژی رباتیکی جدید برای کمک به کشاورزان برای ارزیابی سریع سلامت خاک در بریتانیا هستند.

یک دتکتور پرتو گاما که توسط یک شرکت محلی در کرنوال توسعه یافته است، برای نقشه‌برداری از کیفیت خاک در زمین‌های کرنوال استفاده می‌شود. این دتکتور برای دسترسی سریع‌تر و آسان‌تر بر روی ربات‌های دارای چرخ و ربات‌های چهارپا نصب شده است.

بر اساس یک ارائه دهنده خبر بریتانیایی، این آزمایش که در همکاری با دانشگاه پلیموث انجام شده است، هدف دارد روش‌های موثرتری برای نظارت بر شرایط خاک به کشاورزان ارائه دهد.

این تکنولوژی که نتایج سریع‌تر و دقیق‌تری نسبت به روش‌های سنتی ارائه می‌دهد، ممکن است سودآوری مزرعه‌ها را افزایش دهد.

کشاورزی ترمیمی

به طور جهانی، ۱۲ میلیون هکتار از خاک کشاورزی سالانه به دلیل فرسایش از بین می‌رود.

در انگلستان و ولز، یک گزارش در سال ۲۰۱۹ از آژانس محیط‌زیست بریتانیا نشان داد که ۱۷% از خاک‌ها نشانه‌هایی از فرسایش داشته و چهار میلیون هکتار در خطر تراکم ناشی از چرای دام‌ها یا ماشین‌آلات سنگین هستند.

۳۰۰ هزار هکتار دیگر نیز آلوده شده‌اند. با وجود این چالش‌ها، شاخص‌های سلامت خاک همچنان سخت به کمیت درآمده و دولت‌ها به ندرت استراتژی‌های نمونه‌برداری طولانی مدت سیستماتیک را پیاده‌سازی می‌کنند.

کشاورزان به تدریج در حال پذیرش کشاورزی ترمیمی برای مقابله با فرسایش خاک و تقویت بازیابی آن هستند. اقداماتی مثل کاشت گیاهان پوششی، کاهش عملیات خاک‌ورزی، کاشت مستقیم، مدیریت دقیق چرا، کاشت درختان و افزایش ماده آلی به حفاظت و بازسازی خاک کمک می‌کند.

علاوه بر این، تکنولوژی‌های نوین به کشاورزان و دانشمندان امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر شرایط خاک را می‌دهند. با همکاری یکدیگر، اکولوژیست‌ها و کشاورزان به استراتژی‌های پایدار برای مقابله با بحران جهانی خاک و حفاظت از تولیدات کشاورزی برای آینده روی می‌آورند.

با توجه به تحقیقات گسترده بر روی خاک‌ها، مشخص شده است که ارزیابی‌های خاک مخصوصاً برای کشاورزان غالباً بر روی اندازه‌گیری‌های فیزیکی و شیمیایی تمرکز دارند. این ارزیابی‌ها به‌طور مکرر جوامع متنوع ارگانیسم‌ها را که شامل میکروب‌ها، قارچ‌ها، کرم‌های خاکی و گیاهان‌اند، نادیده می‌گیرند.

علاوه بر این، استراتژی‌های نمونه‌برداری به ندرت به تفاوت‌های عمده در شرایط خاک توجه دارند که می‌تواند در یک میدان یا بین فصل‌ها بسیار متفاوت باشد.

«تشخیص تغییرات در طول سال‌ها یا بین روش‌های مدیریت اغلب برای کشاورزان به شدت پرهزینه است، زیرا تعداد زیادی نمونه‌های تکراری نیاز است. تحقیقات و فناوری جدید می‌تواند به رفع این فاصله کمک کند،» جنیفر رواتری، دانشیار ژنتیک اکولوژیکی، دانشکده علوم زیستی و دریایی، دانشگاه پلیموث، در مقاله‌ای در گفت‌وگو گفت.

پیشرفت‌های تکنولوژی کشاورزی - شامل ربات‌ها

شخم‌زنی و دیگر تکنیک‌های کشاورزی شدید شبکه‌های میکروبی را مختل کرده و کربن ذخیره شده را آزاد می‌کنند که تأثیر منفی چشمگیری بر سلامت خاک دارد.

به گفته محققان، در حالی که کودها و سموم صنعتی به ارگانیسم‌های خاک آسیب می‌زنند و جریان‌ها را آلوده می‌کنند، چرای سنگین خاک را متراکم کرده و توانایی آن را برای جذب آب کاهش می‌دهد. تکنولوژی‌های جدید استفاده از ربات‌ها راه‌هایی را برای نظارت و حفاظت از سلامت خاک ارائه می‌دهند.

سنسورهای ماهواره‌ای که عکس‌های دقیق ارائه می‌دهند، امکان ردیابی رشد گیاهان، بیماری‌ها، تخریب خاک و محتویات آبی را فراهم می‌کنند. به لطف این بینش‌ها، کشاورزان بهتر می‌توانند تصمیماتی را درباره روش‌های پایدار اتخاذ کنند.

سنسورهای خاک مانند دستگاه‌های نزدیک به مادون قرمز قابل حمل ماده آلی را بدون اختلال در محصولات ارزیابی می‌کنند. این سنسورها که بر روی پهپادها یا پلتفرم‌های رباتیک نصب می‌شوند، می‌توانند به‌طور کارآمدی در سراسر زمین‌های ناهموار حرکت کنند، در حالی که «سگ‌های» رباتیک به فضاهای باریکی مثل پرچین‌ها دسترسی پیدا می‌کنند. واکنش‌های شیمیایی میکروبی خاک حتی ممکن است حسگرهای آینده را تامین کنند.

در پروژه اخیر، دتکتور گاما ۲۵۰۰۰ پوندی از روباتریکس، سطح‌های اشعه‌های طبیعی در خاک را اندازه‌گیری کرده و جایگزینی سریع‌تر برای روش‌های سنتی ارائه می‌دهد. معمولاً نمونه‌های خاک به صورت دستی از مناطق مختلف یک میدان جمع‌آوری و به آزمایشگاه ارسال می‌شوند و نتایج طی روزها یا هفته‌ها دریافت می‌شود.

به گفته بی‌بی‌سی ، این پروسه پرهزینه و زمان‌بر است، که تعداد نمونه‌هایی را که یک کشاورز می‌تواند به آن دسترس داشته باشد، محدود می‌کند. با ارائه نقشه‌های جامعی از خواص خاک، ابزار جدیدی که بر روی ربات نصب شده است، قصد دارد این فرآیند را سرعت بخشد و تصمیم‌گیری‌های کشاورزی سریع‌تر و مبتنی بر داده‌ها را تسهیل کند.

سنسورهای حیوانی همچنین حرکت‌های دام را نظارت کرده و مناطقی را که احتمالاً خاک در حال تراکم است شناسایی می‌کنند. این سنسورها به‌همراه شبکه‌های باند وسیع مانند LoRaWAN، اطمینان می‌دهند که داده‌ها حتی در مکان‌های دورافتاده به صورت قابل اعتماد منتقل می‌شوند.

تکنولوژی DNA نیز باعث پیشرفت نظارت بر خاک شده است. با تشکر از توالی‌دهنده‌های قابل حمل که نقشه جامعه‌های میکروبی را ترسیم و عفونت‌های خطرناک مثل فوزاریوم را به سرعت شناسایی می‌کنند، کشاورزان اکنون می‌توانند به سرعت روش‌های خود را تغییر دهند.

به گفته رواتری، تلاش‌های مشترک بین محققان و کشاورزان برای توسعه ابزارهای قابل دسترس برای نظارت بر سلامت خاک حیاتی است. این نوآوری‌ها از کشاورزی پایدار حمایت کرده و اطمینان می‌دهند که خاک برای نسل‌های آینده حفظ می‌شود.