Эффективный анализ почвы — усовершенствование сенсорной платформы для устойчивого сельского хозяйства

Точная информация о сельскохозяйственных почвах — ключ к более эффективному и устойчивому управлению ими. Исследователи из институтов Лейбница FBH и ATB усовершенствовали существующую сенсорную платформу для мобильного картирования полей.

Благодаря интеграции инновационной системы Raman, компоненты почвы теперь можно идентифицировать на уровне конкретных веществ прямо во время движения транспортного средства — в реальном времени, на месте и с высоким пространственным разрешением. Этот метод может значительно сократить время и затраты, связанные с традиционным отбором проб почвы, и позволит проводить более целенаправленное внесение удобрений.

Высокотехнологичные инструменты для быстрого анализа почвы

Платформа RapidMapper, разработанная в Институте сельскохозяйственной техники и биоэкономики (ATB), была дополнена технологическим решением от Института Фердинанда Брауна (FBH) в рамках проекта Intelligence for Soil (I4S).

Исследователи FBH создали портативную систему Raman для анализа почвы на месте. Она использует метод Shifted Excitation Raman Difference Spectroscopy (SERDS), основанный на специально разработанном двухволновом Y-диодном лазере. Этот подход позволяет эффективно отделять Raman-сигналы от мешающих влияний, например, фонового света или флуоресценции.

Новая система SERDS была интегрирована в RapidMapper и успешно протестирована в полевых условиях. Доктор Мартин Майвальд из FBH поясняет: «С помощью Raman-сенсорной головки, интегрированной в зонд, впервые удалось обнаружить компоненты почвы на глубине 5–10 сантиметров с помощью SERDS — во время движения».

FBH также разработал специальное программное обеспечение для управления системой и непрерывной записи данных — Raman-спектров вместе с соответствующими GPS-координатами.

Потенциал для сельского хозяйства

Традиционный отбор проб предполагает сбор образцов в разных точках и их лабораторный анализ. В будущем сенсорная система сможет выполнять этот процесс прямо в поле — быстрее, эффективнее и экономичнее.

Доктор Робин Гебберс, учёный-агроном из ATB, отмечает: «До сих пор наша исследовательская платформа могла определять значения pH, содержание гумуса и гранулометрический состав почвы. С новой SERDS-спектроскопией мы рассчитываем получить дополнительные данные — например, о карбонатах и различных органических веществах в почве».

Первый пробный запуск стал большим шагом вперёд. Данные, собранные во время теста, в настоящее время оцениваются. Партнёры по проекту I4S уже работают над следующей целью: создать интегрированную систему для оптимального и экологически устойчивого управления плодородием почв непосредственно в поле. Это позволит картировать сельскохозяйственные угодья более комплексно, чем раньше.