يقوم المهندسون الزراعيون وعلماء التربة بإعداد أفضل الممارسات للمزارعين لمساعدتهم على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن إدارة حقولهم ومحاصيلهم. قرر Rintaro Kinoshita وفريق من الباحثين أن أداة مثل "مستشعر التوصيل الكهربائي الظاهري (ECa)" يمكن أن توفر معلومات مهمة حول الحقول الزراعية ، والتقارير الموقع الرسمي للجمعية الأمريكية لعلم الزراعة.
كينوشيتا هو أستاذ مساعد في جامعة أوبيهيرو للزراعة والطب البيطري باليابان ، لكنه أجرى هذا البحث أثناء وجوده في جامعة كورنيل بالولايات المتحدة الأمريكية.
تحقيق تم نشره في مجلة Agronomy Journal ، إحدى منشورات الجمعية الأمريكية لعلم الزراعة.
بالطبع تعتبر التربة وخصائصها من أهم عوامل الزراعة. يعتمد التباين المكاني في غلات المحاصيل بشكل كبير على ثلاثة عوامل: التضاريس والتربة والآفات / الأمراض.
غالبًا ما يعتمد المزارعون على اختبارات التربة لفهم خصائص التربة ، لكنها تستغرق وقتًا وتكون باهظة الثمن. استخدم Kinoshita والفريق تقنية الاستشعار التي تسمح لهم بجمع معلومات مختلفة عن المحاصيل والتربة دون حفر التربة. يمكن حمل هذه المستشعرات مع المعدات الزراعية مثل الجرارات وتوفير معلومات مهمة. لمعايرة المعلومات ، قارن الباحثون البيانات من أجهزة الاستشعار الخاصة بهم مع نتائج تحليلات عينات التربة.
أجريت الدراسة على أراضي ولايتي ماريلاند وديلاوير (مناطق الأراضي المنخفضة الساحلية وهضبة بيدمونت). استكشف الفريق 26 حقلاً للذرة في منطقتين جغرافيتين وموضوعي متباينين.
أثبت مستشعر التوصيل الكهربائي الظاهر (ECa) أنه الأكثر نجاحًا في تقييم خصائص التربة مقارنةً بعينات التربة المأخوذة. كانت هذه المستشعرات قادرة على التنبؤ ببنية التربة ، خاصة في الأعماق المختلفة ، والمحتوى المائي المتاح. نظرًا لأن الماء هو المرحلة الوحيدة الموصلة ، يمكن التنبؤ بقياسات خصائص التربة التي تؤثر على توفر المياه باستخدام ECa. القياسات المتعلقة برطوبة التربة ومحصول الذرة ، وهي معلومات قيمة للمزارعين.
اختبر الفريق أيضًا تقنيات أخرى ، لكن النتائج لم تكن حاسمة مثل مستشعر التوصيل الظاهري. تتمثل ميزة التقاط بيانات القياس باستخدام المستشعرات في أنها تتم بسرعة كبيرة ، وعادة ما تستغرق ساعة إلى ساعتين لكل خمسين فدانًا. من ناحية أخرى ، قد يستغرق الاختبار الأساسي للتربة أسابيع أو أحيانًا شهورًا ، اعتمادًا على خصائص التربة.
يوضح Kinoshita أنه من أجل إدارة المحاصيل بشكل أفضل ، من المهم البدء في إيلاء المزيد من الاهتمام للطبقات العميقة من التربة ، ويمكن أن يكون مستشعر ECa مفيدًا جدًا في هذا الصدد.
تم دعم هذه الدراسة من قبل Willard Agri-Service of Frederick، Inc. بدعم من برنامج المنح الدراسية للخريجين المشترك بين اليابان والبنك الدولي.
بالإضافة إلى ذلك ، تتعاون جامعة Obihiro في الداخل برنامج تبادل المعرفة الزراعية الافتراضية مع جامعة ويسكونسن ماديسون. تزرع كل من منطقة أوبيهيرو في اليابان وويسكونسن في الولايات المتحدة نفس المحاصيل: البطاطس وفول الصويا. يركز البرنامج على أنظمة التغذية وعلوم التربة.