農家が肥料をより効率的に使用し、環境へのダメージを軽減するのに役立つスマート センサー テクノロジー。
ナチュラルフーズ誌に掲載されたこの技術は、生産者が天候や土壌条件などの要因を考慮しながら、作物に肥料を施用する最適な時期と必要な施肥量を決定するのに役立ちます。これにより、温室効果ガスである亜酸化窒素の放出や土壌や水路の汚染といった、コストが高く環境に有害な土壌への過剰施肥を削減できます。
現在、過剰な施肥により、かつて耕作可能だった世界の土地の 12% が使用不能になっており、過去 50 年間で窒素肥料の使用量は 600% 増加しています。
しかし、農作物生産者にとって、肥料の使用を正確に規制することは困難です。肥料の使用が多すぎると環境を損傷するリスクがあり、肥料の使用が少なすぎると収穫量が減少するリスクがあります。
新しいセンサー技術の研究者は、それが環境と生産者に利益をもたらす可能性があると述べている。
このセンサーは、紙ベースの化学機能化電気ガスセンサー（chemPEGS）と呼ばれ、土壌中のアンモニウム濃度を測定します。アンモニウムは土壌細菌によって亜硝酸塩と硝酸塩に変換される化合物です。このセンサーは機械学習と呼ばれる人工知能の一種を用いて、気象データ、施肥後の時間、土壌pHと導電率の測定値と組み合わせます。これらのデータを用いて、土壌中の現在の窒素含有量と12日後の窒素含有量を予測し、最適な施肥時期を予測します。
この研究は、この新たな低コストのソリューションが、特に小麦のような肥料集約型作物において、生産者が最小限の肥料で最大の利益を得るのにどのように役立つかを示しています。この技術は、生産者のコストと、最も広く使用されている肥料である窒素肥料による環境への悪影響を同時に削減する可能性があります。
インペリアル・カレッジ・ロンドン生物工学部の主任研究者マックス・グリア博士は次のように述べています。「環境面と経済面の両方の観点から、過剰施肥の問題は強調しすぎることはありません。生産性と関連収入は年々減少しており、メーカーは現時点でこの問題に対処するために必要なツールを備えていません。」
「当社の技術は、栽培者が土壌中の現在のアンモニアと硝酸塩のレベルを把握し、気象条件に基づいて将来のレベルを予測できるようにすることで、この問題を解決します。これにより、栽培者は土壌と作物の特定のニーズに合わせて施肥量を微調整できるようになります。」
過剰な窒素肥料は、二酸化炭素の300倍の強力な温室効果ガスである亜酸化窒素を大気中に放出し、気候危機の一因となっています。また、過剰な肥料は雨水によって水路に流され、水生生物の酸素を奪い、藻類の大量発生を引き起こし、生物多様性を減少させる可能性があります。
しかし、土壌と作物のニーズに合わせて施肥量を正確に調整することは依然として困難です。検査はほとんど行われておらず、土壌窒素を測定する現在の方法では、土壌サンプルを研究所に送る必要があります。これは時間と費用のかかるプロセスであり、その結果が生産者に届く頃には、その有用性は限られています。
インペリアル・カレッジ・ロンドンのバイオエンジニアリング部門の主任研究員兼上級著者であるフィラット・グダー博士は、次のように述べています。「私たちの食料のほとんどは土壌から得られます。土壌は再生不可能な資源であり、守らなければ失われてしまいます。さらに、農業由来の窒素汚染と相まって、地球にとっての難問となっています。私たちは精密農業を通じてこの難問の解決に貢献したいと考えています。精密農業によって過剰施肥を減らし、作物の収穫量と生産者の利益を向上させることができると期待しています。」
投稿日時: 2024年5月20日