Widok z lotu ptaka

Nowe urządzenie do obrazowania, które może ujawnić skład i kontury podziemnej gleby, może pomóc w ułożeniu brakujących podstaw rolnictwa precyzyjnego, oczekiwanej rewolucji w rolnictwie, która powoli się urzeczywistnia.

Metalowa sonda w kształcie pocisku ma z boku supertwardy, szafirowy iluminator, przez który zagląda maleńka kamera, mówi Dan Rooney, naukowiec i przedsiębiorca zajmujący się glebą. Penetrometr do obrazowania gleby działa jak endoskop chirurga. Gdy sonda wchodzi w glebę, ekran komputera nad ziemią pokazuje obrazy z kamery.

Brudne filmy, Rooney żartobliwie nazywa nagranie.

Oprogramowanie interpretuje obrazy w czasie rzeczywistym, określając ilościowo takie cechy, jak kolor, porowatość i zawartość substancji organicznych w warstwach gleby, przez które sonda schodzi. System rejestruje również głębokość kamery za pomocą dołączonego miernika i jego współrzędnych geograficznych przez satelitę globalnego systemu pozycjonowania (GPS). Zagregowane informacje pozwalają naukowcowi na trójwymiarowe odwzorowanie podziemnego krajobrazu i zdiagnozowanie potrzeb dowolnego skrawka ziemi. Rooney opisał testy terenowe urządzenia podczas zeszłomiesięcznego spotkania Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Rolnictwa w Sacramento w Kalifornii.

Ukryte prawdy

Przejeżdżasz kilometry pola kukurydzy i wszyscy mówią, że jest tak samo – mówi rolnik z Illinois John Reifsteck. Ale jako rolnik wiem, że jeden obszar dawał 250 buszli z akra, a sto stóp dalej inny nic nie dawał. Te plony można było nawet odwrócić w następnym roku, gdyby wystąpiły duże różnice w opadach deszczu lub porażeniu.

Reifsteck mówi, że wielu rolników posiada już maszyny do rolnictwa precyzyjnego. Dzięki temu mogą dostosowywać siew, nawożenie, opryskiwanie i głębokość bruzd rzędem po rzędzie — nawet centymetr po centymetrze — za pomocą automatyzacji komputerowej. Ale ponieważ rolnicy w dużej mierze nie zdają sobie sprawy z tego, jak zmienia się skład ich gleby pod ich polami, lecą na oślep, mówi. To może wyjaśniać, dlaczego rolnictwo precyzyjne nie przyniosło jeszcze przewidywalnych plonów lub znacznie zmniejszyło stosowanie kosztownych chemikaliów, które zagrażają środowisku.

Bob McLeese, naukowiec zajmujący się glebą ze stanu Illinois, twierdzi, że badanie gleby jest powolne i kosztowne. Jego agencja nie ma nawet wystarczających zasobów, aby zrobić to w szczegółach, jakich życzyliby sobie rolnicy tacy jak Reifsteck. Na przykład badanie gleby w całym stanie, zakończone zaledwie kilka lat temu, dzieli Illinois na płaty nie mniejsze niż około 100 metrów kwadratowych. Ale informacje dla stref 16 razy większych mogą odzwierciedlać tylko dwie próbki gleby, mówi McLeese, jeśli obszary wyglądały na jednorodne z nieba.

McLeese mówi, że standardowe narzędzia pomiarowe obejmują kilof, łopatę i ręczny świder, a także spiralnie zwinięty stos kolorowych próbek, przez które geodeci przerzucają się w celu dopasowania do każdej gleby, którą narażają. Aby oszacować proporcje piasku, mułu i gliny, geodeci zazwyczaj pocierają trochę ziemi między kciukiem a dwoma palcami, a następnie wykorzystują swoją ocenę. Nawet z maszynami hydraulicznymi do wyciągania rdzeni z wysokości siedmiu stóp w dół, badania gleby są nadal ograniczone dostępnością specjalistów i szybkością, z jaką poruszają palcami.

Na horyzoncie gleby

Urządzenie takie jak Rooney może zmienić krajobraz, mówi McLeese. Rooney wyobraża sobie eskadry techników na pojazdach terenowych wyposażonych w przyciskową hydraulikę; testuje prototyp. Zdjęcia i dane z penetrometru byłyby przesyłane bezprzewodowo do naukowca zajmującego się glebą podczas kontroli misji za pośrednictwem połączenia komórkowego lub satelitarnego. Dzięki mniejszym kamerom i mniejszym sondom, mówi Rooney, użytkownicy mogliby przenosić cały system pieszo w gąszcz bagien i lasów deszczowych.

Potencjalne zastosowania są nieograniczone, mówi McLeese.

Wskazuje na przykład na kredyty węglowe, kamień węgielny planów przeciwdziałania globalnemu ociepleniu. Stany Zjednoczone prawdopodobnie wdrożą kredyty węglowe w nadchodzącym pięcioletnim planie dla rolnictwa, przewiduje McLeese. Ale będą potrzebować sposobu, aby zmierzyć, co rolnik przechowuje, a czego nie, mówi. Właśnie tam może wejść penetrometr.

W ramach jednego z takich programów rolnicy mogliby zarabiać kredyty na przechowywanie węgla w glebie, co zmniejsza gromadzenie się dwutlenku węgla w atmosferze. Rozłożone łodygi, liście i korzenie zebranych i zakopanych roślin reprezentują węgiel, który rośliny pobierały kiedyś z powietrza jako dwutlenek węgla. Ale węgiel musiałby zostać zmierzony.

Rooney mówi, że jego mała firma, Earth Information Technologies, szuka większego partnera, który zajmie się produkcją sprzętu, skupiając się na oprogramowaniu. Inżynier rolnictwa Glen Riethmuller, który prowadzi farmę badawczą w zachodniej Australii, zamierza jak najszybciej kupić jedno z urządzeń Rooneya. Jeden facet spędza całe życie na kopaniu dziur, mówi, i to jest cholernie trudne!

ukryć