Senzory pod listami poskytnú údaje o blahobyte plodín
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 29. 11. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pokiaľ ide o monitorovanie zdravotného stavu plodín, letecké snímky zachytené lietadlami letiacimi vysoko nad plodinami nepovedia príliš. Práve preto prichádza na rad nový experimentálny spektrálny senzor, ktorý je namontovaný priamo na spodnej strane listov jednotlivých rastlín.
Zariadenie, ktoré vyvinuli Ko-ichiro Miyamoto, Kaori Kohzuma a ich kolegovia z japonskej Univerzity Tohoku, je určené na použitie na množstve „kontrolných rastlín“ umiestnených v rôznych oblastiach každého poľa. Skladá sa pritom z dvoch častí.
Je tu samotná hlava senzora, ktorá je prilepená na spodnej strane listu, kde nebráni vystaveniu rastliny slnečnému žiareniu. Táto hlava je káblom pripojená k susednej riadiacej jednotke, ktorá obsahuje lítiovú batériu, mikroprocesor Arduino, anténu a ďalšiu elektroniku.
V pravidelných intervaloch dve LED diódy v hlave snímača krátko osvetlia spodnú stranu listu. Fotodióda umiestnená medzi týmito LED analyzuje spektrum svetla, ktoré sa odráža späť. Dióda sníma aj pri vypnutých LED diódach, aby zmerala slnečné svetlo, ktoré prechádza cez list zhora.
Odčítaním druhého merania od prvého je potom možné určiť spektrum LED svetla, ktoré je absorbované listom. Tento údaj sa zase používa na určenie súčasnej farby listu, ktorá je indikátorom zdravia rastlín a sezóny. Údaje zo senzora sú spracované a prezentované používateľom cloudovým serverom, ku ktorému senzor pristupuje cez mobilnú sieť.
Pri teste technológie bolo niekoľko senzorových jednotiek pripevnených na listy zlatých briez, ktoré rástli v experimentálnej záhrade Tokijskej univerzity. Senzory automaticky zaznamenávali údaje raz za dve hodiny počas dvoch týždňov, keď sa listy prirodzene zmenili zo zelenej na žltú alebo hnedú.
Keď boli hodnoty senzorov následne analyzované, zistilo sa, že sa veľmi zhodujú s hodnotami, ktoré za rovnaké obdobie získali ľudia používajúci ručné spektrometre. Vo veľkých poľnohospodárskych podnikoch by však manuálne odčítanie posledným menovaným spôsobom bolo podstatne náročnejšie na čas a prácu ako použitie týchto senzorov.
Výrobné náklady každého z prototypových jednotiek boli „niekoľko desiatok euro“, hoci toto číslo by pravdepodobne drasticky kleslo, ak by sa komerčne vyrábali v továrni.
„Tento cenovo dostupný senzor je sľubným nástrojom na presné monitorovanie zdravia a stresu rastlín prostredníctvom údajov o farbe listov a odraze svetla,“ hovorí Kohzuma. „Jeho nízka cena umožňuje umiestniť viacero senzorov na rôzne miesta, čím sa vytvorí sieť pre simultánne monitorovanie na mnohých miestach.“
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Sensing and Bio-Sensing Research.
