En masköga

En ny bildapparat som kan avslöja sammansättningen och konturerna av underjordisk jord kan hjälpa till att lägga den saknade grunden för precisionsjordbruk, en förväntad revolution inom jordbruket som har varit långsam att materialiseras.

Den kulformade metallsonden har ett superhårt safirporthål i sidan, genom vilket en liten kamera tittar igenom, säger Dan Rooney, en WI-baserad markforskare och entreprenör. Den jordavbildande penetrometern fungerar som en kirurgs endoskop. När sonden kommer in i jorden visar en datorskärm ovan jord bilder från kameran.

Smutsiga videor, kallar Rooney skämtsamt filmerna.

Programvaran tolkar bilderna i realtid och kvantifierar egenskaper som färg, porositet och organiskt innehåll i jordskikt som sonden går ner genom. Systemet registrerar också kamerans djup med en bifogad mätare och dess geografiska koordinater med GPS-satellit (Global Positioning System). Den samlade informationen gör det möjligt för en forskare att kartlägga ett landskap tredimensionellt under jorden och att diagnostisera behoven hos vilken jordfläck som helst. Rooney beskrev fälttester av enheten vid förra månadens möte med American Society of Agricultural Engineers i Sacramento, CA.

Dolda sanningar

Du kör förbi miles av majsfält och alla säger att det är likadant, säger Illinois-bonden John Reifsteck. Men som bonde vet jag att ett område gav 250 bushels ett tunnland och hundra fot bort gav ett annat ingenting. Dessa skördar kunde till och med vändas följande år om det var stor skillnad i nederbörd eller angrepp.

Reifsteck säger att många bönder redan äger maskiner för precisionsjordbruk. Detta låter dem justera sin sådd, gödsling, sprutning och djup på fårorna rad för rad - jämn tum för tum - med datorautomatisering. Men eftersom bönder i stort sett fortfarande är okunniga om hur sammansättningen av deras jord varierar under deras åkrar, flyger de blinda, säger han. Detta kan förklara varför precisionsjordbruk ännu inte har levererat förutsägbara skördar eller minskar mycket användningen av kostsamma kemikalier som äventyrar miljön.

Jordforskaren Bob McLeese i Illinois säger att undersökning av jord är långsam och dyr. Hans byrå har inte i närheten av resurserna att göra det i den detalj som bönder som Reifsteck skulle vilja. Till exempel, den delstatsomfattande markundersökningen som avslutades för bara några år sedan dissekerar Illinois i fläckar som inte är mindre än cirka 100 kvadratmeter. Men informationen för zoner 16 gånger den storleken kan återspegla bara två jordprover, säger McLeese, om områdena såg homogena ut från himlen.

De vanliga undersökningsverktygen inkluderar en hacka, spade och handborr, plus en spiralbunden stapel med färgchips, genom vilka lantmätare vänder sig för en match mot vilken jord de exponerar, säger McLeese. För att uppskatta proportionerna av sand, silt och lera gnuggar lantmätare vanligtvis lite smuts mellan en tumme och två fingrar och använder sedan sitt omdöme. Även med hydrauliska maskiner för att utvinna kärnor från sju fot ner, begränsas markundersökningar fortfarande av tillgången på specialister och den hastighet med vilken de rör sina fingrar.

På jordhorisonten

En enhet som Rooneys kan förändra landskapet, säger McLeese. Rooney föreställer sig skvadroner av tekniker på terrängfordon utrustade med tryckknappshydraulik; han testar en prototyp. Penetrometerbilder och data skulle färdas trådlöst till en markforskare vid uppdragskontroll via cell- eller satellitanslutning. Med mindre kameror och mindre sonder, säger Rooney, kunde användare bära hela systemet till fots in i myrmarken av träsk och regnskog.

De potentiella tillämpningarna är oändliga, säger McLeese.

Han pekar till exempel på koldioxidkrediter, en hörnsten i planerna för att motverka den globala uppvärmningen. Förenta staterna kommer förmodligen att implementera koldioxidkrediter i en kommande femårsplan för jordbruket, förutspår McLeese. Men de kommer att behöva något sätt att mäta vad en bonde lagrar eller inte lagrar, säger han. Det är där penetrometern kan komma in.

Enligt ett sådant system kan bönder tjäna krediter för att lagra kol i jorden, vilket minskar ansamlingen av koldioxid i atmosfären. De nedbrutna stjälkarna, löven och rötterna från skördade och nedgrävda grödor representerar kol som växterna en gång tog från luften som koldioxid. Men kolet skulle behöva mätas.

Rooney säger att hans lilla företag, Earth Information Technologies, letar efter en större partner för att göra hårdvarutillverkningen samtidigt som det fokuserar på mjukvaran. Lantbruksingenjören Glen Riethmuller, som driver en forskningsgård i västra Australien, har för avsikt att köpa en av Rooneys enheter så snart han kan. Vi har en kille som spenderar hela sitt liv med att gräva hål, säger han, och det är jävligt svårt!

Dölj