ربات‌ها و پهپادها به کمک سلامت خاک می آیند
پایگاه خبری DA1news: سالانه 12 میلیون هکتار از خاک های کشاورزی در سراسر جهان به دلیل تخریب خاک از بین می رود. کشاورزان می تواند به حل این بحران جهانی خاک کمک کنند.
به گزارش گروه علمی اخبار روزانه کشاورزی، گزارشی از سوی آژانس محیط زیست دولت بریتانیا در سال 2019 تخمین زد که 17 درصد از خاک‌های انگلستان و ولز نشانه‌های فرسایش را نشان می‌دهند. تخمین زده می شود که 4 میلیون هکتار از زمین های کشاورزی در معرض خطر تراکم قرار داشته و خاک توسط حیوانات چرا یا ماشین آلات سنگین فشرده شده است تا حفره های هوا بین ذرات خاک به بیرون فشرده شود. 300 هزار هکتار دیگر از خاک آلوده به آلاینده ها بود.
اما اندازه‌گیری سلامت خاک دشوار است و استراتژی‌های نمونه‌گیری منظم منظم برای ارزیابی عملکرد خاک به ندرت توسط دولت‌ها در درازمدت اتخاذ می‌شود.
کشاورزان به طور فزاینده‌ای در حال بررسی شیوه‌هایی مانند کشاورزی احیاکننده هستند که آسیب را به خاک محدود می‌کند و حتی به بازسازی آن کمک می‌کند. کاشت گیاهان پوششی، کاهش یا مدیریت دقیق میزان ذخیره سازی، حفاری مستقیم و استراتژی های کاهش خاکورزی، و همچنین کاشت درختان و افزایش مواد آلی، همگی می توانند کمک کننده باشند. کشاورزان و دانشمندان خاک نیز شروع به استفاده از فناوری هوشمندانه برای اندازه گیری قابل اعتماد تغییرات در شرایط خاک کرده اند.
علیرغم مطالعه خاک‌ها برای مدتی، اخیراً متوجه شدم که ارزیابی‌های خاک، به‌ویژه آن‌هایی که به کشاورزان توصیه می‌شود، بر اقدامات فیزیکی و شیمیایی تمرکز دارند، بدون توجه به جوامع متنوع موجودات (از میکروب‌ها و قارچ‌ها گرفته تا کرم‌های خاکی و گیاهان) که در خاک زندگی می کنند.
استراتژی‌های نمونه‌برداری تمایلی به در نظر گرفتن تغییرات عظیمی که در شرایط خاک، حتی در یک مزرعه یا بین فصول اتفاق می‌افتد، ندارند. تشخیص تغییرات در طول سال ها یا بین شیوه های مدیریتی اغلب برای کشاورزان بسیار پرهزینه است، زیرا تعداد زیادی نمونه تکراری مورد نیاز است.
تحقیقات و فناوری جدید می تواند به رفع این شکاف کمک کند.
1. سنسورهای ماهواره ای
کشاورزی فشرده به کاهش خاک های سالم کمک می کند. خاک برهنه به راحتی توسط باد و باران فرسایش می یابد و آب و هوای شدید با تغییرات آب و هوایی بیشتر محتمل است. شخم زدن می‌تواند شبکه‌های میکروبی قارچ‌ها، باکتری‌ها و سایر ارگانیسم‌های مشابه را بشکند، نحوه شکل‌گیری ذرات خاک و تناسب آن‌ها را تغییر دهد و کربن ذخیره‌شده به‌عنوان ماده آلی را آزاد کند.
چرای سنگین می تواند فشردگی را افزایش داده و ظرفیت جذب آب خاک را کاهش دهد. ورود کودهای شیمیایی مصنوعی و آفت کش ها می تواند به بی مهرگان و میکروب ها در بالا و زیر زمین آسیب برساند و در عین حال آلاینده های مضر را در رودخانه ها و دریاها آزاد کند.
سنسورهای نصب شده بر روی ماهواره، داده های موجود برای تجسم مناظر، از جمله مزارع را متحول کرده اند. اکنون می توان از تصاویر ماهواره ای در کنار فناوری کشاورزی نوآورانه برای نظارت بر رشد گیاهان و بیماری ها و همچنین تخریب و محتوای آب خاک و مشاهده تغییرات در طول زمان استفاده کرد. بنابراین می توان تصمیمات بهتری در مورد بهترین روش کشاورزی پایدار بدون تخریب بیشتر خاک در مکان های خاص گرفت.
2. سنسورهای خاک
خاک زیر پای ما مملو از حیات است و بیشتر ارگانیسم های زمینی یا برای مواد مغذی به خاک متکی هستند یا از طریق دفع و پوسیدگی خاک را بارور می کنند. استفاده از حسگرها برای نظارت بر چگونگی تغییر شرایط خاک می تواند به ما بگوید که آیا اینها برای موجودات خاص برای زندگی کم و بیش مطلوب هستند یا خیر.
سنسورهای خاک را می توان بدون ایجاد مزاحمت برای محصولات یا ارسال مواد برای تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی استفاده کرد. با کالیبراسیون، حسگرهای بسیار قابل حمل و دستی نزدیک مادون قرمز (NIR) می توانند مواد آلی خاک مانند گیاهان پوسیده یا کود دامی را شناسایی کنند – این نشانگر خوبی از خاک های سالم و حاصلخیز است.
در پلیموث، ما در حال نصب حسگرها بر روی پهپادهای سرنشین دار یا خودمختار و سکوهای روباتیک هستیم – این یک راه سریع و آسان برای جمع آوری نمونه ها و اطلاعات در مورد مواد آلی، حتی در زمین های ناهموار است. «سگ‌های رباتیک» کوچک‌تر و مقرون به صرفه‌تر، بهتر می‌توانند در انتهای پرچین‌ها یا از میان ردیف‌هایی از بوته‌های متراکم مانند اسطوخودوس حرکت کنند.
در آینده، حسگرهای مبتنی بر میدان ایستا می‌توانند با مهار انرژی حاصل از واکنش‌های شیمیایی که در خود جامعه میکروبی خاک اتفاق می‌افتد، تغذیه شوند.
3. تشخیص DNA
پیشرفت هیجان انگیز دیگر، فناوری جدید مبتنی بر DNA موبایل است. توالی‌سنج‌ها و ماشین‌های کوچک دستی که DNA را تکثیر و کمیت می‌کنند، در کنار آزمایشگاه‌های متحرک، به کشاورزان اجازه می‌دهند تا نمونه‌برداری و توالی‌یابی را در مزرعه و در مدت زمان کوتاهی انجام دهند.
بیماری‌های قارچی که در خاک زندگی می‌کنند و می‌توانند محصولات کشاورزی را از بین ببرند، مانند فوزاریوم را می‌توان با استفاده از روش‌های ساده مشابه آزمایش‌های کووید شناسایی کرد. با استفاده از ترتیب دهنده های دستی، من با تولیدکنندگان ارگانیک برای ساختن تصاویری از جوامع میکروبی در مزارع با محصولات مختلف و شیوه های مدیریتی کار کرده ام. این روش‌ها فقط چند روز طول می‌کشد تا نتیجه بگیرند، به این معنی که تأثیر تغییر رویه را می‌توان به سرعت مشاهده کرد.
فناوری جدید امکان نظارت سریعتر و ارزانتر بر عملکرد خاک را فراهم می کند. با این حال، برای تعیین مناسب ترین فناوری، بسیار مهم است که محققان و پزشکان با هم همکاری کنند تا راه حل های ساده ای برای نظارت بر وضعیت و سلامت خاک ما ارائه دهند. این امر کشاورزان را قادر می سازد تا مناسب ترین شیوه مدیریتی را برای حفاظت از خاک خود برای نسل های آینده تصمیم بگیرند.
