Ingeniører producerer vandbesparende afgrødevandingssensor

Et team af forskere fra University of Connecticut konstruerede en jordfugtighedsføler, der er mere omkostningseffektiv end noget, der i øjeblikket er tilgængeligt og reagerer på det globale behov for at regulere vandforbruget i landbruget.

Designet og testet på universitetets gård, sensorerne er små nok til let at komme ind i jorden og billigere at fremstille end den nuværende teknologi, forskerne skriver i Journal of Sensors and Actuators .

"Fremskridt inden for hydrologisk videnskab hæmmes af manglen på jordfugtighedsdata på stedet, "sagde Guiling Wang, studieforfatter og professor i civil- og miljøteknik ved UConn. "Det er virkelig svært at overvåge og måle ting under jorden. Udfordringen er, at de eksisterende sensorer er meget dyre, og installationsprocessen er meget arbejdskrævende."

Sensorerne udviklet af teamet af UConn -ingeniører - miljø, mekanisk, og kemikalier - forventes at spare næsten 35% af vandforbruget og koste langt mindre end det, der findes. Nuværende sensorer, der bruges på en lignende måde, spænder fra $ 100 til $ 1, 000 hver, mens den, der blev udviklet på UConn, kostede $ 2, ifølge forskerne.

En alternativ overvågningsmulighed, jordfugtighedsdata indsamlet fra fjernmålingsteknologi såsom radarer og radiometre om bord på satellitter, har lidt af lav opløsning. Men den nye teknologi, der er udviklet af UConn Professor Baikun Li's gruppe, kan levere data med høj rumlig tidsopløsning, der er nødvendige for udvikling af hydrologi-modeller i Wangs gruppe.

I UConn -prototypen, ledninger er forbundet fra sensorerne til et instrument, der logger data. Forskere gennemførte felttests af sensorerne-udførte side-by-side-tests med kommercielle sensorer under forskellige miljøforhold i en periode på 10 måneder. Virkningerne af miljøvariationerne på jordfugtighed i hele perioden afspejledes tydeligt.

Kritisk, de små sensorer kan også let sendes rundt i verden i betragtning af, at jordfugtighed spiller en grundlæggende rolle i landbrugets beslutningstagning globalt.

Nøjagtig jordfugtighedsregistrering er afgørende for at sikre et vandstand, der producerer de mest robuste afgrøder, uden at naturressourcen spildes. I nogle stater i USA - Florida og Californien, for eksempel - brug af kunstvandingsvand er blevet stramt begrænset.

UConn -forskerne arbejder også på en nitrogensensor, der er den samme model som vandsensorerne. Disse ville hjælpe med at give landmændene oplysninger om, hvornår markerne skal gødes. I øjeblikket, nitrogensensorer er ikke tilgængelige ved hjælp af denne type teknologi.

"Dette er virkelig en spændende start på et meget større omfang af ting, vi har i tankerne, "siger Li, en studieforfatter og professor i civil- og miljøteknik.