Kostengünstige KI-Sensoren könnten Landwirten helfen, den Einsatz von Düngemitteln zu reduzieren

Der übermäßige Einsatz von Düngemitteln ist eines der größten Umweltprobleme der modernen Landwirtschaft. Es gab alle möglichen Lösungsvorschläge, von Deckfrüchten über Direktsaatsysteme bis hin zu Puffern zwischen Pflanzen und Wasserstraßen. Eine neue Technologie des Imperial College London zielt darauf ab, die Menge des Düngerabflusses zu reduzieren, indem, nun ja, die Menge an Dünger reduziert wird, die Landwirte tatsächlich verwenden.

Landwirte wollen Dünger nicht überbeanspruchen; es kostet schließlich Geld. Aber genau herauszufinden, wie viel Dünger eine bestimmte Pflanze benötigt, ist komplex und manchmal unergründlich. Dünger kann durch Erosion und Regen verloren gehen. Es kann auch weggespült werden, bevor es zu den Bodenbakterien gelangt, die es in Nahrung für die Pflanzen verwandeln. Daher wird allgemein davon ausgegangen, dass eine gewisse Menge an Dünger verloren geht und durch Volumen kompensiert werden muss, was zu Abfluss führt – etwas Verheerendes für Gewässer, Fische, Vögel, Insekten und einheimische Lebensräume.

Die Studie des Imperial College London, veröffentlicht in Nature Food , beinhaltet die Entwicklung eines kleinen Sensors, der Ammoniak erkennt, die Chemikalie in Düngemitteln, die von Bodenbakterien in Pflanzennahrung umgewandelt wird. Der Sensor selbst besteht aus Papier, was nicht so seltsam ist, wie Sie vielleicht denken; Sensoren auf Papierbasis werden seit einigen Jahren aufgrund ihrer Eigenschaften als leicht, flexibel, kostengünstig und biologisch abbaubar verwendet.

Um die Kosten niedrig zu halten, leistet dieser spezielle Sensor eigentlich nicht viel von sich aus und misst nur Ammonium. Aber jede Art von Vorhersage, wie viel Dünger benötigt wird, erfordert eine Tonne mehr Informationen als das. Dieses System verwendet also maschinelles Lernen, eine Form der künstlichen Intelligenz, um den Ammoniumgehalt mit allen möglichen anderen Daten zu kombinieren, darunter Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlagsvorhersagen, pH-Wert des Bodens und die Zeit seit der letzten Düngung.

Durch die Kombination all dessen ist das System in der Lage, Zahlen zu ermitteln, die dem Landwirt sagen, wie viel Stickstoff im Boden ist und wie viel es in den folgenden 12 Tagen sein wird. Dadurch kann genau vorhergesagt werden, wann, wo und wie viel Dünger benötigt wird, um die Menge an überschüssigem Dünger zu minimieren.

Leider sagen Forscher, dass sie etwa drei bis fünf Jahre von der kommerziellen Verfügbarkeit entfernt sind. Aber vorausgesetzt, die Kosten sind niedrig genug, könnte dieses System eine erschwingliche Möglichkeit zur Überwachung des Düngemitteleinsatzes darstellen.