réduire leur utilisation d'engrais
Des bio-ingénieurs de l'Impériale ont créé une technologie de détection intelligente pour aider les agriculteurs à utiliser les engrais plus efficacement et à réduire les dommages environnementaux. Cette technologie, décrite dans Nature Food, pourrait aider les agriculteurs à déterminer le meilleur moment pour utiliser des engrais sur leurs cultures et la quantité nécessaire, en tenant compte de facteurs tels que la météo et l'état du sol. Cela permettrait de réduire les effets coûteux et dommageables pour l'environnement de la surfertilisation des sols, qui libère du protoxyde d'azote, un gaz à effet de serre, et peut polluer les sols et les cours d'eau.
La surfertilisation a jusqu'à présent rendu inutilisables 12 % des terres autrefois arables dans le monde et l'utilisation d'engrais à base d'azote a augmenté de 600 % au cours des 50 dernières années. Cependant, il est difficile pour les cultivateurs d'adapter avec précision leur propre utilisation d'engrais : trop et ils risquent de causer des dommages à l'environnement et de gaspiller de l'argent ; trop peu et ils risquent d'obtenir de mauvais rendements. Les chercheurs à l'origine de cette nouvelle technologie de détection affirment qu'elle pourrait présenter des avantages tant pour l'environnement que pour les cultivateurs.
Le capteur, appelé capteur de gaz électrique à base de papier fonctionnalisé chimiquement (chemPEGS), mesure les niveaux d'ammonium dans le sol - le composé qui est converti en nitrites et nitrates par les bactéries du sol. Grâce à une forme d'intelligence artificielle appelée apprentissage automatique, il combine ces mesures avec des données météorologiques, le temps écoulé depuis la fertilisation, le pH et la conductivité du sol. Il utilise ces données pour prédire la quantité d'azote total présente dans le sol et celle qu'il aura jusqu'à 12 jours plus tard, afin de prévoir le moment optimal pour la fertilisation.
L'étude montre comment cette nouvelle solution peu coûteuse pourrait aider les producteurs à obtenir un rendement maximal avec un minimum de fertilisation, en particulier pour les cultures assoiffées d'engrais comme le blé. Cette technologie pourrait simultanément réduire les dépenses des agriculteurs et les dommages environnementaux causés par les engrais à base d'azote - le type d'engrais le plus utilisé.
Le chercheur principal, le Dr Max Grell, qui a co-développé la technologie au département de bio-ingénierie de l'Imperial College de Londres, a déclaré : "Il est difficile d'exagérer le problème de la surfertilisation, tant sur le plan environnemental qu'économique. Les rendements et les revenus qui en découlent diminuent d'année en année, et les producteurs ne disposent pas actuellement des outils nécessaires pour lutter contre ce phénomène.
"Notre technologie pourrait contribuer à résoudre ce problème en permettant aux producteurs de connaître la quantité d'ammoniac et de nitrate actuellement présente dans le sol et de prédire la quantité qu'il y aura à l'avenir en fonction des conditions météorologiques. Cela pourrait leur permettre d'adapter la fertilisation aux besoins spécifiques du sol et des cultures."
Les chercheurs s'attendent à ce que les chemPEGS et la technologie d'intelligence artificielle associée, qui sont actuellement au stade de prototype, soient disponibles pour la commercialisation dans trois à cinq ans, avec davantage de tests et de normalisation de la fabrication.
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