Tecnologia di sensori intelligenti che aiuterà gli agricoltori a utilizzare i fertilizzanti in modo più efficiente e a ridurre i danni ambientali.
La tecnologia, descritta sulla rivista Natural Foods, può aiutare i produttori a determinare il momento migliore per fertilizzare le colture e la quantità necessaria, tenendo conto di fattori quali le condizioni meteorologiche e del terreno. Ciò ridurrà la costosa e dannosa sovrafertilizzazione dei terreni, che rilascia protossido di azoto, un gas serra, e inquina il suolo e i corsi d'acqua.
Oggi, l'eccessiva fertilizzazione ha reso inutilizzabile il 12% dei terreni un tempo coltivabili nel mondo e l'uso di fertilizzanti azotati è aumentato del 600% negli ultimi 50 anni.
Tuttavia, è difficile per i produttori agricoli regolamentare con precisione l'uso dei fertilizzanti: se ne usano troppi rischiano di danneggiare l'ambiente, se ne spendono troppo pochi rischiano di avere raccolti più bassi;
I ricercatori che si occupano della nuova tecnologia dei sensori affermano che potrebbe apportare benefici all'ambiente e ai produttori.
Il sensore, denominato chemPEGS (sensore elettrico di gas chimicamente funzionalizzato basato su carta), misura la quantità di ammonio nel terreno, un composto che viene convertito in nitriti e nitrati dai batteri del suolo. Utilizza un tipo di intelligenza artificiale chiamata apprendimento automatico, combinandolo con dati meteorologici, tempo trascorso dall'applicazione del fertilizzante, misurazioni del pH e della conduttività del terreno. Utilizza questi dati per prevedere il contenuto totale di azoto nel terreno attuale e il contenuto totale di azoto nei 12 giorni successivi, per prevedere il momento migliore per l'applicazione del fertilizzante.
Lo studio dimostra come questa nuova soluzione a basso costo possa aiutare i produttori a ottenere il massimo beneficio con la minima quantità di fertilizzante, soprattutto per le colture che ne fanno un uso intensivo come il grano. Questa tecnologia potrebbe ridurre contemporaneamente i costi di produzione e il danno ambientale causato dai fertilizzanti azotati, il tipo di fertilizzante più utilizzato.
Il ricercatore capo, il Dott. Max Greer, del Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial College di Londra, ha affermato: "Il problema della sovrafertilizzazione, sia dal punto di vista ambientale che economico, non può essere sopravvalutato. La produttività e il reddito correlato stanno diminuendo di anno in anno, e i produttori non dispongono attualmente degli strumenti necessari per affrontare questo problema.
"La nostra tecnologia può contribuire a risolvere questo problema aiutando i coltivatori a comprendere i livelli attuali di ammoniaca e nitrati nel terreno e a prevederne i livelli futuri in base alle condizioni meteorologiche. Questo consente loro di adattare con precisione l'applicazione dei fertilizzanti alle esigenze specifiche del terreno e delle colture."
Un eccesso di fertilizzanti azotati rilascia nell'aria protossido di azoto, un gas serra 300 volte più potente dell'anidride carbonica e che contribuisce alla crisi climatica. L'eccesso di fertilizzanti può anche essere dilavato dall'acqua piovana nei corsi d'acqua, privando la vita acquatica di ossigeno, causando la proliferazione di alghe e riducendo la biodiversità.
Tuttavia, adattare accuratamente i livelli di fertilizzante alle esigenze del terreno e delle colture rimane una sfida. I test sono rari e gli attuali metodi per misurare l'azoto nel suolo prevedono l'invio di campioni di terreno in laboratorio, un processo lungo e costoso i cui risultati sono di scarsa utilità una volta raggiunti i coltivatori.
Il Dott. Firat Guder, autore senior e ricercatore principale del Dipartimento di Bioingegneria dell'Imperial College, ha affermato: "La maggior parte del nostro cibo proviene dal suolo: è una risorsa non rinnovabile e se non la proteggiamo la perderemo. Ancora una volta, l'inquinamento da azoto derivante dall'agricoltura crea un dilemma per il pianeta che speriamo di contribuire a risolvere attraverso l'agricoltura di precisione, che ci auguriamo contribuisca a ridurre l'eccesso di fertilizzanti, aumentando al contempo le rese delle colture e i profitti degli agricoltori".
Data di pubblicazione: 20-05-2024