Các nhà nông học và nhà khoa học về đất cung cấp các phương pháp thực hành tốt nhất cho nông dân để giúp họ đưa ra quyết định sáng suốt về việc quản lý đồng ruộng và cây trồng của mình. Rintaro Kinoshita và một nhóm các nhà nghiên cứu đã xác định được rằng một công cụ gọi là “cảm biến độ dẫn biểu kiến (ECa)” có thể cung cấp thông tin quan trọng về các lĩnh vực nông nghiệp, báo cáo trang web chính thức của Hiệp hội Nông học Hoa Kỳ.
Kinoshita là trợ lý giáo sư tại Đại học Nông nghiệp và Thú y Obihiro, Nhật Bản, nhưng thực hiện nghiên cứu này khi đang làm việc tại Đại học Cornell, Hoa Kỳ.
Nghiên cứu được xuất bản, công bố trong Tạp chí Nông học, một ấn phẩm của Hiệp hội Nông học Hoa Kỳ.
Tất nhiên, đất và đặc điểm của nó là một trong những yếu tố quan trọng nhất đối với nông nghiệp. Sự thay đổi về mặt không gian của năng suất cây trồng chủ yếu phụ thuộc vào ba yếu tố: địa hình, đất đai và sâu bệnh.
Nông dân thường dựa vào các thử nghiệm đất để hiểu đặc tính của đất, nhưng việc này tốn thời gian và tốn kém. Kinoshita và nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ cảm biến cho phép họ thu thập nhiều thông tin khác nhau về cây trồng và đất đai mà không cần đào đất lên. Những cảm biến này có thể được mang theo bởi các thiết bị nông nghiệp như máy kéo và cung cấp thông tin quan trọng. Để hiệu chỉnh thông tin, các nhà nghiên cứu đã so sánh dữ liệu từ cảm biến của họ với kết quả phân tích mẫu đất.
Nghiên cứu được thực hiện ở các bang Maryland và Delaware (vùng đồng bằng ven biển và cao nguyên Piedmont). Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu 26 cánh đồng ngô ở hai khu vực địa lý và chủ đề tương phản.
Cảm biến độ dẫn điện biểu kiến (ECa) đã thành công nhất trong việc đánh giá các đặc tính của đất so với các mẫu đất được thu thập. Những cảm biến này có thể dự đoán cấu trúc đất, đặc biệt là ở các độ sâu khác nhau và hàm lượng nước sẵn có. Vì nước là pha dẫn điện duy nhất nên có thể dự đoán các phép đo tính chất của đất ảnh hưởng đến lượng nước sẵn có bằng ECa. Các phép đo bao gồm độ ẩm của đất và năng suất ngô, đây là thông tin có giá trị cho nông dân.
Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm các công nghệ khác nhưng kết quả không thuyết phục bằng cảm biến độ dẫn điện biểu kiến. Ưu điểm của việc thu thập số đo bằng cảm biến là nó được thực hiện khá nhanh, thường mất 1-2 giờ cho mỗi XNUMX mẫu Anh. Mặt khác, việc kiểm tra lõi đất có thể mất vài tuần và đôi khi vài tháng, tùy thuộc vào tính chất của đất.
Kinoshita giải thích rằng để quản lý cây trồng tốt hơn, điều quan trọng là phải bắt đầu chú ý nhiều hơn đến các lớp sâu hơn của đất và đây là lúc cảm biến ECa có thể rất hữu ích.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Willard Agri-Service của Frederick, Inc. với sự hỗ trợ của Chương trình học bổng sau đại học chung của Nhật Bản/Ngân hàng Thế giới.
Ngoài ra, Đại học Obihiro còn hợp tác trong chương trình trao đổi kiến thức nông học ảo với Đại học Wisconsin-Madison. Cả vùng Obihiro ở Nhật Bản và Wisconsin ở Hoa Kỳ đều trồng cùng một loại cây trồng: khoai tây và đậu nành. Chương trình tập trung vào hệ thống thực phẩm và khoa học đất.