Năm 2004, hồ Victoria, hồ lớn nhất châu Phi, chuyển sang màu xanh ốm yếu gần như chỉ sau một đêm. Nó bị nhiễm vi khuẩn lam, một loại tảo, và khoảng 500.000 người ở thành phố Kisumu, Kenya, tạm thời không có nước uống tại thời điểm đó.
Ảnh chụp hồ Victoria năm 2004. Tảo độc nở hoa khiến người dân thành phố Kisumu, Kenya không uống được nước. Ảnh NASA
Đây không phải là một sự cố cá biệt. Trên thực tế, khoảng 40% hồ và hồ chứa trên thế giới đã bị ảnh hưởng bởi hiện tượng này. Nó bắt đầu với việc nông dân bón phân cho cây trồng của họ. Họ không có cách nào biết đất đã giữ lại bao nhiêu các thành phần hóa học trong phân bón, vì vậy họ tiếp tục thêm phân bón.
Nông dân không có cách nào để biết có bao nhiêu phân bón trong đất của họ.
Lượng mưa và việc tưới tiêu cuối cùng khiến tất cả các chất dinh dưỡng này thấm xuống nước ngầm, hoặc chảy vào sông hồ của chúng ta. Tảo trong những vùng nước này phát triển và sinh sản nhanh chóng, tiêu thụ hết oxy và giết chết cá và các sinh vật khác.
Hồ Erie, Hoa Kỳ, đã bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng của tảo có hại trong thập kỷ qua do bón phân quá mức. Ảnh NOAA
Tiến sĩ Elad Yeshno, thuộc Đại học Ben Gurion của Negev, đã dành 8 năm để phát triển một giải pháp. Nó tự động và liên tục chiết xuất nước từ đất (được gọi là dung dịch nước lỗ rỗng) và đo khả năng hấp thụ ánh sáng tia cực tím của nó. Sau đó, các thuật toán sẽ phân biệt giữa các thành phần khác nhau trong dung dịch và đưa ra mức độ nitrat trong đất, nguyên tố phân bón phổ biến nhất.
Cùng với Rafi Levi, ông thành lập DOTS (Data of the Soil), một công ty khởi nghiệp cung cấp cho nông dân dữ liệu về mức độ nitrat trong đất của họ.
Hình ảnh một hệ thống DOTS
Tất cả những gì người nông dân cần làm là lắp đặt hệ thống có kích thước bằng hộp đựng giày vào trong đất. Máy tính của họ kết nối với đám mây của DOTS, đám mây này hiển thị cho họ các biểu đồ cho biết liệu họ có cần bón thêm phân bón cho đất của mình hay không.
Ông Levi, Giám đốc điều hành của công ty cho biết, cho đến nay, nông dân chỉ có thể đo lường lượng phân bón mà họ đưa vào chứ không phải lượng phân bón đã có sẵn. Ông nói: “Bởi vì không có cách nào để giám sát phân bón, nên thói quen phổ biến hoặc là sử dụng quá mức, bởi vì phân bón rất quan trọng đối với cây trồng và cho năng suất tốt.
Hệ thống tự động của DOTS cho nông dân biết nồng độ nitrat trong đất của họ.
“Vì vậy, theo thói quen, khi họ không có cách đo lường, thà an toàn cho tăng trưởng của cây trồng còn hơn khả năng gách chịu rủi ro do năng suất thấp do thiếu phân bón, và họ dùng quá liều.
“Và trên thực tế, những gì đã xảy ra là trong 40 hoặc 50 năm qua với nền nông nghiệp quá mức, chúng ta đã đầu độc nguồn nước ngầm, các hồ chứa nước và đầu độc không khí bằng khí thải nhà kính, vốn ngày càng gia tăng. do bón quá nhiều phân bón và bốc hơi phân bón từ đất.
“Các nhà nông học sẽ nói rằng bạn cần một tỷ lệ phân bón nhất định trong lượng nước, và nông dân sẽ chỉ cho lượng đó vào mỗi lần tưới. Những gì họ không tính đến là điểm khởi đầu.
Nhóm DOTS.
“Những gì chúng tôi cung cấp cho họ là một cách để đo lường những gì họ đã có trong lòng đất và thu hẹp khoảng cách.”
Ông Yeshno cho biết: “Nhiệm vụ chính của tôi là tìm ra cách đo nitrat, thành phần chính trong phân bón, thông qua phân tích quang phổ và khắc phục sự cản trở của cácbon hữu cơ hòa tan.
“Các nitrat trong đất cực kỳ linh hoạt và nếu bạn muốn tối ưu hóa việc bón phân, bạn cần có dữ liệu liên tục trong thời gian thực”.
Hệ thống của DOTS đã được sử dụng bởi một trang trại cà chua ở miền nam Israel.
Phân tích quang phổ là một giao thức chuẩn được sử dụng cho các giải pháp được phát triển trong phòng thí nghiệm. Cho đến nay, nó không thể được thực hiện trên nước trong đất vì nó chứa carbon hữu cơ hòa tan, che khuất khả năng tia UV lọc qua nó và chiếu sáng các hợp chất khác của nó. Ông đã phát triển các thuật toán có khả năng đơn giản hóa quy trình phức tạp.
Ông Yeshno cho biết nitrat, bám vào nước (không giống như phân bón như kali và phốt pho, bám vào đất), thấm sâu vào lòng đất với chuyển động hấp dẫn của nước, đó là lý do tại sao mức độ nitrat có thể thay đổi theo giờ.
Hệ thống sử dụng các cảm biến đã được cấp bằng sáng chế được cài đặt ở nhiều độ sâu, tùy thuộc vào loại cây trồng cụ thể. Hiện tại, DOTS ước tính rằng họ cần hai hệ thống trên một ha đất nông nghiệp. Nó được cung cấp bởi một tấm pin mặt trời và chỉ cần thay thế sau mỗi năm năm.
DOTS ước tính rằng nó cần hai hệ thống trên mỗi ha đất nông nghiệp.
Nó đã được sử dụng bởi hai trang trại ở Israel. Một là trang trại cà chua ở miền nam đất nước, đã tiết kiệm được 28% lượng phân bón sử dụng trong một mùa sử dụng DOTS. Trang trại còn lại ở sa mạc Arava, cũng ở phía nam Israel, trồng ớt.
DOTS đặt mục tiêu triển khai hệ thống của mình trong các thí điểm trên khắp các trang trại của Hoa Kỳ và Châu Âu vào mùa hè.
Ông Levi cho biết có những đối thủ cạnh tranh cũng có thể cung cấp dữ liệu về phân bón, nhưng vấn đề là chúng không liên tục.
Ông Levi nói: “Tôi thích so sánh giải pháp của chúng tôi với điện tâm đồ, trong khi các giải pháp phổ biến là ống nghe.
“Họ thu được dữ liệu chính xác, nhưng bạn cần một người để nghe dữ liệu và ngay khi bạn rút ống nghe ra khỏi ngực của ai đó, bạn sẽ không nghe thấy gì.
“Hệ thống của chúng tôi liên tục hoạt động và cung cấp cho bạn biểu đồ hoặc dữ liệu liên tục mà không cần bất kỳ ai chạm vào nó, 24/7, 365 ngày một năm, 5 năm liên tục.”
“Không phải là đối thủ của chúng tôi không tốt. Chúng khác nhau và chúng không phục vụ cho giải pháp đầy đủ.”
Để xem các tin bài khác về “Phân bón”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Nocamels
