Theralytic 센서는 농부들이 비료 시용을 관리하는 데 도움이 됩니다.

농부들이 비료를 더 효율적으로 사용하고 환경 피해를 줄이는 데 도움이 되는 스마트 센서 기술입니다.
내추럴 푸드(Natural Foods)지에 소개된 이 기술은 생산자들이 날씨와 토양 상태 등의 요인을 고려하여 작물에 비료를 시용할 최적의 시기와 필요한 비료량을 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이를 통해 온실가스인 아산화질소를 배출하고 토양과 수로를 오염시키는 토양의 과다 시비로 인한 비용과 환경적 피해를 줄일 수 있습니다.
오늘날 과도한 비료 사용으로 인해 한때 경작 가능했던 전 세계 토지의 12%가 사용할 수 없게 되었고, 질소 비료의 사용량은 지난 50년 동안 600% 증가했습니다.
그러나 작물 생산자가 비료 사용을 정확하게 조절하기는 어렵다. 비료를 너무 많이 사용하면 환경을 손상시킬 위험이 있고, 비료를 너무 적게 사용하면 수확량이 감소할 위험이 있다.
새로운 센서 기술을 연구하는 연구원들은 이것이 환경과 생산자에게 이로울 수 있다고 말한다.
종이 기반 화학 기능화 전기 가스 센서(chemPEGS)라고 불리는 이 센서는 토양 박테리아에 의해 아질산염과 질산염으로 변환되는 화합물인 토양 내 암모늄의 양을 측정합니다. 머신러닝이라는 인공지능을 활용하여 날씨, 비료 시비 후 경과 시간, 토양 pH 및 전도도 측정 데이터를 결합합니다. 이 데이터를 사용하여 현재 토양의 총 질소 함량과 향후 12일 후의 총 질소 함량을 예측하여 비료 시비 최적 시기를 예측합니다.
이 연구는 이 새로운 저비용 솔루션이 생산자들이 최소한의 비료로 최대의 효과를 얻을 수 있도록 돕는 방법을 보여주며, 특히 밀과 같이 비료를 많이 사용하는 작물의 경우 더욱 그렇습니다. 이 기술은 생산자 비용과 가장 널리 사용되는 비료인 질소 비료로 인한 환경 피해를 동시에 줄일 수 있습니다.
임페리얼 칼리지 런던 생명공학과의 수석 연구원인 맥스 그리어 박사는 "환경적, 경제적 관점에서 과도한 비료 문제는 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 생산성과 관련 수입은 올해도 매년 감소하고 있으며, 제조업체들은 현재 이 문제를 해결할 수 있는 도구를 갖추고 있지 않습니다."라고 말했습니다.
"저희 기술은 재배자들이 토양의 현재 암모니아와 질산염 수치를 파악하고 기상 조건에 따라 미래 수치를 예측할 수 있도록 지원함으로써 이 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이를 통해 재배자들은 토양과 작물의 특정 요구에 맞춰 비료 시비를 세밀하게 조정할 수 있습니다."
과도한 질소 비료는 이산화탄소보다 300배 강력한 온실가스인 아산화질소를 대기 중으로 방출하여 기후 위기를 악화시킵니다. 또한 과도한 비료는 빗물에 씻겨 수로로 흘러들어 수생 생물의 산소 공급을 차단하고, 조류 증식을 유발하며, 생물 다양성을 감소시킵니다.
그러나 토양과 작물의 필요에 맞춰 비료 함량을 정확하게 조절하는 것은 여전히 어려운 과제입니다. 시험은 드물고, 현재 토양 질소 측정 방법은 토양 샘플을 실험실로 보내는 과정을 수반하는데, 이는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 드는 과정으로, 결과가 재배자에게 도달할 때쯤이면 그 결과는 거의 쓸모가 없습니다.
임페리얼 대학교 생명공학과의 선임 저자이자 수석 연구원인 피랏 구더 박사는 "우리가 먹는 식량의 대부분은 토양에서 나옵니다. 토양은 재생 불가능한 자원이며, 우리가 보호하지 않으면 결국 잃게 될 것입니다. 또한 농업에서 발생하는 질소 오염과 결합하여 지구에 난제를 야기하고 있습니다. 우리는 정밀 농업을 통해 이 문제를 해결하고자 합니다. 정밀 농업은 과비료 사용을 줄이는 동시에 작물 수확량과 재배자의 수익을 증대시키는 데 도움이 되기를 바랍니다."라고 말했습니다.