Goedkope AI-sensoren kunnen boeren helpen het gebruik van kunstmest te verminderen

Overmatig gebruik van kunstmest is een van de grootste milieuproblemen van de moderne landbouw. Er zijn allerlei oplossingen voorgesteld, van bodembedekkers tot no-till-systemen tot buffers tussen gewassen en waterlopen. Een nieuwe technologie van Imperial College London heeft tot doel de hoeveelheid wegstromende kunstmest te verminderen door, nou ja, de hoeveelheid kunstmest die boeren daadwerkelijk gebruiken te verminderen.

Boeren willen niet te veel kunstmest gebruiken; het kost immers geld. Maar precies uitzoeken hoeveel mest een bepaald gewas nodig heeft, is complex en soms ondoorgrondelijk. Meststof kan verloren gaan door erosie en regen. Het kan ook worden weggespoeld voordat het bij de bodembacteriën terechtkomt die er voedsel voor de planten van maken. Er wordt dus algemeen aangenomen dat er een bepaalde hoeveelheid kunstmest verloren gaat en dat dit moet worden gecompenseerd met volume, wat leidt tot afvloeiing - iets rampzaligs voor waterwegen, vissen, vogels, insecten en inheemse habitats.

De studie van het Imperial College London, gepubliceerd in Nature Food , omvat het maken van een kleine sensor die ammoniak detecteert, de chemische stof in kunstmest die door bodembacteriën wordt omgezet in plantaardig voedsel. De sensor zelf is gemaakt van papier, wat niet zo vreemd is als je zou denken; op papier gebaseerde sensoren worden al een paar jaar gebruikt vanwege hun eigenschappen als lichtgewicht, flexibel, goedkoop en biologisch afbreekbaar.

Om de kosten laag te houden, doet deze specifieke sensor eigenlijk niet zoveel zelf, hij meet alleen ammonium. Maar elke vorm van voorspelling van hoeveel kunstmest nodig zal zijn, vereist een ton meer informatie dan dat. Dit systeem gebruikt dus machine learning, een vorm van kunstmatige intelligentie, om het ammoniumgehalte te combineren met allerlei andere gegevens, waaronder temperatuur, vochtigheid, neerslagvoorspellingen, bodem-pH en de tijd sinds de laatste bemesting.

Door dat alles te combineren, kan het systeem met cijfers komen die de boer vertellen hoeveel stikstof er in de bodem zit en hoeveel er de komende 12 dagen zal zijn. Zo kan hij precies voorspellen wanneer, waar en hoeveel kunstmest nodig is om de hoeveelheid overtollige kunstmest tot een minimum te beperken.

Helaas zeggen onderzoekers dat ze ongeveer drie tot vijf jaar verwijderd zijn van commerciële beschikbaarheid. Maar mits de kosten laag genoeg zijn, zou dit systeem een ​​betaalbare manier kunnen zijn om het gebruik van kunstmest te monitoren.