肥料の乱用は、現代の農業が生み出す最大の環境問題の1つです。被覆作物から不耕起システム、作物と水路の間の緩衝材まで、あらゆる種類の解決策が提案されてきました。インペリアルカレッジロンドンの新技術は、農家が実際に使用する肥料の量を減らすことで、肥料の流出量を減らすことを目的としています。
農民は肥料を使いすぎたくないのです。結局のところ、それはお金がかかります。しかし、特定の作物に必要な肥料の量を正確に把握することは複雑で、時には不可解です。肥料は浸食や雨によって失われる可能性があります。それはまたそれが植物のための食糧にそれを変える土のバクテリアに達する前に洗い流されることができます。そのため、一般的に、一定量の肥料が失われ、量で補う必要があり、それが流出につながります。これは、水路、魚、鳥、昆虫、および在来の生息地にとって悲惨なことです。
Nature Foodに掲載されたインペリアルカレッジロンドンの研究 は、土壌バクテリアによって植物性食品に変換される肥料中の化学物質であるアンモニアを検出する小さなセンサーの作成を含みます。センサー自体は紙でできていますが、想像するほど奇妙ではありません。紙ベースのセンサーは、軽量、柔軟性、低コスト、生分解性などの品質により、数年前から使用されています。
コストを抑えるために、この特定のセンサーは、実際にはそれ自体ではそれほど多くのことを行わず、アンモニウムのみを測定します。しかし、必要な肥料の量を予測するには、それよりもはるかに多くの情報が必要です。そのため、このシステムは、人工知能の一種である機械学習を使用して、温度、湿度、降水量の予測、土壌のpH、最後の肥料が適用されてからの時間など、他のあらゆる種類のデータにアンモニウムレベルを組み込みます。
これらすべてを組み合わせることで、システムは、土壌に含まれる窒素の量と、次の12日間に存在する窒素の量を農家に示す数値を導き出すことができます。これにより、過剰な施肥量を最小限に抑えるために、いつ、どこで、どのくらいの量の肥料が必要かを正確に予測できます。
残念ながら、研究者によると、商業的に利用できるようになるまでには約3〜5年かかります。しかし、コストが十分に低ければ、このシステムは肥料の使用を監視する手頃な方法になる可能性があります。