Een team van onderzoekers van de Universiteit van Connecticut heeft een bodemvochtsensor ontwikkeld die kosteneffectiever is dan alles wat momenteel beschikbaar is en die beantwoordt aan de wereldwijde behoefte om het waterverbruik in de landbouw te reguleren.

Ontworpen en getest op de boerderij van de universiteit, de sensoren zijn klein genoeg om gemakkelijk in de grond te steken en zijn goedkoper te vervaardigen dan de huidige technologie, de onderzoekers schrijven in de Dagboek van sensoren en actuatoren .

"Vooruitgang in de hydrologische wetenschap wordt belemmerd door het gebrek aan bodemvochtgegevens ter plaatse, " zei Guiling Wang, studie auteur en hoogleraar civiele en milieutechniek aan de UConn. "Het is heel moeilijk om dingen ondergronds te monitoren en te meten. De uitdaging is dat de bestaande sensoren erg duur zijn en het installatieproces erg arbeidsintensief."

De sensoren die zijn ontwikkeld door het team van UConn-ingenieurs - milieu, mechanisch, en chemicaliën - zullen naar verwachting bijna 35% van het waterverbruik besparen en veel minder kosten dan wat er bestaat. Huidige sensoren die op een vergelijkbare manier worden gebruikt, variëren van $ 100 tot $ 1, 000 elk, terwijl degene die bij UConn is ontwikkeld $ 2 kost, volgens de onderzoekers.

Een alternatieve bewakingsoptie, bodemvochtgegevens verzameld via teledetectietechnologie zoals radars en radiometers aan boord van satellieten, hebben last van een lage resolutie. Maar de nieuwe technologie die is ontwikkeld door de groep van UConn-professor Baikun Li kan gegevens met een hoge ruimte-tijdresolutie leveren die nodig zijn voor de ontwikkeling van hydrologische modellen in de groep van Wang.

In het UConn-prototype, draden zijn verbonden van de sensoren met een instrument dat gegevens logt. Onderzoekers voerden veldtests van de sensoren uit en voerden zij-aan-zij tests uit met commerciële sensoren onder verschillende omgevingsomstandigheden gedurende een periode van 10 maanden. De effecten van de omgevingsvariaties op het bodemvocht gedurende de periode waren duidelijk zichtbaar.

Kritisch, de kleine sensoren kunnen ook gemakkelijk de wereld rond worden gestuurd, gezien het feit dat bodemvocht een fundamentele rol speelt in de landbouwbesluitvorming wereldwijd.

Nauwkeurige meting van het bodemvocht is essentieel om te zorgen voor een waterpeil dat de meest robuuste gewassen produceert zonder de natuurlijke hulpbron te verspillen. In sommige staten in de V.S., Florida en Californië, het gebruik van irrigatiewater is bijvoorbeeld streng beperkt geworden.

De UConn-onderzoekers werken ook aan een stikstofsensor die hetzelfde model is als de watersensoren. Deze zouden boeren helpen om informatie te verstrekken over wanneer velden bemest moeten worden. Momenteel, stikstofsensoren zijn niet beschikbaar met dit type technologie.

"Dit is echt een opwindend begin van een veel grotere reeks dingen die we in gedachten hebben, " zegt Li, een studie auteur en hoogleraar civiele en milieutechniek.