Landbouwproducenten kunnen, in de toekomst, gebruik maken van betere voorspellingen om hun velden efficiënter te irrigeren met behulp van een door Purdue ontwikkelde technologie die het bodemvocht onder het oppervlak nauwkeuriger kan detecteren door de reflecties van communicatiesatellietsignalen te meten.

"De reflectiviteit van het oppervlak is een functie van het bodemvocht, en dat stelt ons in staat om de hoeveelheid vocht in de bodem zo te kwantificeren, indien nodig, telers kunnen corrigerende maatregelen nemen om hun gewassen te beschermen, " zei James Garrison, een professor in Purdue's School of Aeronautics and Astronautics, en elektrische en computertechniek (met dank). "De technologie die we ontwikkelen kan kosteneffectief zijn.

"Water wordt steeds schaarser. Dus, het beheer van het beschikbare water wordt steeds belangrijker. Om het te beheren, moet u de hoeveelheid die wordt gebruikt nauwkeurig kunnen bepalen. De sleutel daar is om te meten hoeveel ervan zich in de grond bevindt waar het meeste wordt opgenomen door de wortels van de planten."

De technologie maakt gebruik van een gespecialiseerde ontvanger om reflecties op te vangen van communicatiesatellietsignalen met een golflengte van ongeveer één meter (39 inch), die wetenschappers 'P-band' noemen.

Conventionele satelliettechnologie die wordt gebruikt voor het meten van bodemvocht kan niet werken bij deze langere golflengten vanwege de vereiste antennegrootte en de aanzienlijke interferentie van communicatieverbindingen. Huidige waarnemingen van bodemvocht van een satelliet gebruiken golflengten van ongeveer 20 cm (8 inch) en kunnen slechts ongeveer 5 cm (2 inch) in de bodem doordringen. Voorspellingen van ondergronds bodemvocht, vereisen momenteel de toepassing van modellen om de oppervlaktemetingen dieper uit te breiden.

De nieuwe techniek staat bekend als "signalen van kansen, " of Soop, en maakt in wezen gebruik van dezelfde transmissies die de bron van interferentie zijn die metingen van andere methoden verhindert. P-band SoOp zal naar verwachting tot 15 tot 20 centimeter gevoelig zijn voor bodemvocht, of ongeveer 6 tot 8 inch, onder het oppervlakte. Reflecties van de signalen van het oppervlak worden vergeleken met de originele satellietsignalen.

"Door deze bestaande satellietsignalen te gebruiken, omzeilen we de vereisten voor het verlenen van vergunningen voor een P-bandzender, wat erg moeilijk is, "Zei Garrison. "Het vermindert ook de grootte van de vereiste antenne."

Onderzoekers hebben een prototype van het instrument getest op een klein vliegtuig tijdens een experiment in het stroomgebied van Little Washita in Oklahoma. Ze zijn nu van plan om gegevens te verzamelen van een vaste torenlocatie om de veranderingen in een enkel landbouwveld gedurende ten minste één groeiseizoen te observeren.

Indien succesvol, deze technologie kan op drones worden gemonteerd voor het plannen van het irrigatieschema van gewassen.