Di laboratorium dunia nyata di Jurapark Aargau, para peneliti dan masyarakat setempat sedang menguji ide-ide untuk masa depan yang berkelanjutan. Di sini, pengetahuan mengalir dua arah.
2 Desember 2024, 18:30
Itu sudah gelap dan hujan deras, tetapi Leander Dalbert harus tahu apakah eksperimennya berhasil. Dia melompat ke dalam mobil dan menuju ke Hof Altenberg, sebuah peternakan di desa Swiss Wölflinswil. Hujan tebal yang dikumpulkan di pinggiran topinya ketika petani itu mengitari sapi. Dengan setiap langkah, keingintahuannya meningkat, dan tapaknya semakin berat. Tepat di bawah padang rumput di mana sapi-sapi merumput, ia telah menggali garis kunci: parit sedalam 30 sentimeter yang dirancang untuk mengalihkan air hujan dari jalur kerikil dan menyebarkannya di padang rumput. Dipotong sepanjang garis kontur dengan gradien antara satu dan dua persen, parit dimaksudkan untuk menghentikan curah hujan lebat dari membasuh jalan akses.
Benar saja, parit telah melakukan tugasnya, memperlambat aliran dan membimbing air hujan ke lubang -lubang kosong yang digali untuk menanam pohon pir. Selain mengurangi hujan dan kekeringan, desain Keyline juga mendukung sistem agroforestri yang rapi. Di sepanjang parit, anakan Hazel, Cherry Cornelian dan Almond telah ditanam di antara rempah -rempah dan semak berry, di mana mereka melonggarkan tanah yang dipadatkan dan meningkatkan infiltrasi air hujan. Pada saat yang sama, garis vegetasi ini membentuk pagar pohon pakan ternak di tepi padang rumput, bersama dengan sayuran yang beragam. Penanaman padat menghasilkan panen yang beragam dan menjaga parit di belakang agar tidak dibanjiri gulma.
Keluar di lapangan
Terinspirasi oleh perintis Keyline Philipp Gerhardt dan Katja DeGonda, eksperimen manajemen curah hujan Dalbert adalah bagian dari laboratorium dunia nyata Jurapark Aargau – sebuah inisiatif bersama antara Domain ETH dan Taman Alam Regional Jurapark Aargau, dengan dana dari dewan ETH. Di laboratorium dunia nyata ini, para peneliti dari ETH, Institut Federal Swiss untuk Forest, Snow and Landscape Research (WSL), Institut Ilmu dan Teknologi Akuatik Swiss (EAWAG) dan Laboratorium Federal Swiss untuk Sains dan Teknologi Material (EMPA) bekerja sama dengan komunitas lokal untuk mengadili ide-ide praktis untuk keberlanjutan di Agriculure dan di luar. Beberapa lokakarya telah memunculkan empat percobaan dunia nyata dalam pengelolaan air, adaptasi iklim dan ekonomi sirkular. Skema Dalbert sedang mengeksplorasi penggunaan desain Keyline untuk petani kecil.
“Saya suka bagaimana proyek ini selaras begitu dekat dengan minat lokal,” kata insinyur lingkungan WSL Anna Leuteritz. Sekarang Juni, dan dia ada di sini bersama WSL Hydolog Manfred Stähli dan sukarelawan Layanan Komunitas Laurin Nüesch untuk membuat inspeksi awal dari Keyline Dalbert. Pengukuran akan menunjukkan apakah telah meningkatkan kapasitas penahan air tanah. Setelah diskusi singkat tentang lokasi pengambilan sampel, tiga sekop ambil, palu dan sekotak alat. Segera, pukulan energik berdering melintasi padang rumput saat Leuteritz memalu pemotong lubang ke rumput. Seekor sekop yang dimasukkan dengan terampil lalu membebaskan silinder logam dari tanah. Nüesch memudahkan sampel dengan pisau dan menyimpannya dalam kantong plastik. Ini akan dianalisis nanti di laboratorium untuk menentukan kadar air dan komposisi tanah.
Sepuluh hari sebelumnya, tim Stähli telah memasang stasiun cuaca lengkap dengan 20 sensor, tenggelam hingga kedalaman 10 atau 50 sentimeter. Setiap 10 menit, parameter pengukur ini seperti potensi air tanah, kadar air, suhu dan konduktivitas listrik. Instrumen lebih lanjut yang disediakan oleh EAWAG mencatat tingkat air tanah. Dalam bayang -bayang trailgate kendaraan tim yang ditinggikan, Stähli menggulir melalui grafik smartphone dari potensi air tanah yang diplot terhadap waktu dan cuaca. “Saya benar -benar ingin tahu apa dampak parit Keyline,” katanya. Dia juga pertama kali menemukan desain Keyline di laboratorium dunia nyata di sini di Jurapark Aargau, dan dia sekarang sangat ingin mengeksplorasi potensinya dengan menyiapkan eksperimen keyline lain musim gugur ini di lokasi uji dekat kantor pusat WSL. Sementara Leuteritz mencatat data GPS untuk sampel tanah, Stähli dan Nüesch memuat peralatan ke dalam mobil. Untuk hari ini, pengukuran selesai. Mereka melompat dan pergi ke pertanian berikutnya, 25 menit di jalan.
Kurva anggun
Di jalan, mereka punya waktu untuk mengambil lanskap kaya Jurapark Aargau. Kebun tradisional, penuh dengan pohon dewasa, diselingi dengan kebun -kebun anggur dan ladang jagung. Di atas, puncak bukit terutama dimahkotai dengan hutan. Dalbert bukan satu-satunya di sini yang bergulat dengan perubahan iklim dan masalah manajemen air. Karena wilayah ini mengangkangi meja jura dan jura terlipat, tanah Jurapark umumnya dangkal. Mereka mengering dengan cepat dalam cuaca panas dan tidak dapat menyerap curah hujan lebat dengan cukup cepat untuk mencegah limpasan permukaan dan erosi yang dihasilkan. Desain Keyline adalah salah satu cara untuk mencegah limpasan dan meningkatkan retensi, distribusi, dan infiltrasi air hujan.
HOF äbertsmatt, sebuah peternakan di Oberbözberg di dekatnya, telah memasang sistem pengelolaan air skala yang lebih besar. Di sini, estetika desain Keyline segera terbukti: barisan pohon memeluk puncak bukit dalam kurva anggun, diselingi secara berkala oleh tumpukan batu dan cabang yang menyediakan habitat untuk hewan kecil. Di tempat parit, keluarga Treier menggunakan tanggul – setinggi 20 hingga 30 sentimeter dan atasnya oleh pohon buah dan hutan – untuk mempertahankan air hujan. Untuk memastikan tanah tetap dapat diakses oleh mesin, tanggul sedikit menyimpang dari garis kontur yang sebenarnya dan dipisahkan satu sama lain oleh padang rumput yang luas.
Pemetaan drone
Tiba tak lama setelah kendaraan WSL, BMW logam mengkilap menarik dengan suara berisik di halaman kerikil. Dua pria muda yang mengenakan topi baseball melompat dan membalikkan tutup boot. Di dalamnya ada drone, setinggi 70 sentimeter, rotornya dilipat dengan rapi di kompartemen empuk untuk transportasi yang aman. Stähli telah meminta Derek Houtz dan Lars Horvath, salah satu pendiri WSL Spin-Off Terrarad, untuk menerbangkan drone mereka di atas situs. Ini membawa radiometer microwave yang mengukur kelembaban tanah hingga kedalaman 10 sentimeter.
Setelah berkonsultasi dengan tim, Horvath merencanakan jalur penerbangan di laptopnya dan mengambil kendali jarak jauh. Hanya dalam 10 menit, drone telah menyelesaikan pekerjaannya. Houtz kemudian menggunakan ponselnya untuk melihat peta terperinci dari kadar air tanah, yang berasal dari data yang dikumpulkan oleh drone. Tampilan pertama menunjukkan peningkatan kadar air di sekitar garis kunci, sebuah temuan bahwa Stähli dan Leuteritz berharap kemudian mengkonfirmasi dengan pengukuran lainnya. Mereka terutama tertarik pada pola topografi apa yang mungkin muncul dalam gambar.
Terrarad didirikan pada tahun 2020, selama gelombang pertama pandemi Covid. Insinyur Aerospace Houtz telah lama menghargai gagasan untuk melengkapi drone dengan teknologi penginderaan jarak jauh yang biasanya dibawa oleh satelit, idenya adalah mendapatkan gambar resolusi yang lebih tinggi daripada yang tersedia dari luar angkasa. Jadi, menggunakan kuncian yang dipaksakan untuk keuntungannya, ia mulai membangun instrumen yang cocok di rumah. Setelah publikasi awal tentang topik ini, ia segera memberikan panggilan dari peneliti yang ingin menggunakan teknologi dalam proyek mereka sendiri. “Tugas kami adalah mengubah drone menjadi cara tepercaya untuk mengukur kelembaban tanah,” jelas Houtz. Di sini, di laboratorium Jurapark Aargau Real-World, Terrarad dapat mengeksplorasi bagaimana drone mungkin digunakan untuk pekerjaan lapangan dan pertanian. Bersamaan dengan sains dan penelitian, klien top termasuk lapangan golf, yang menggunakan teknologi sensor untuk irigasi yang ditargetkan.
Penelitian untuk Kehidupan Nyata
Di laboratorium dunia nyata, pengetahuan mengalir dua arah: Sementara para peneliti belajar tentang kebutuhan lokal dan kehidupan di lapangan, petani mendapatkan akses ke data dan keahlian yang berharga. “Kita semua sama di sini!” kata Philipp Lischer dari ETH Zurich. Bersama dengan Tim Geiges dari WSL, ia adalah kepala laboratorium dunia nyata. Hampir satu bulan berlalu tanpa pasangan yang mengadakan kunjungan ke lokasi ke salah satu eksperimen yang sedang berlangsung untuk memeriksa kemajuan atau membahas di mana tweak halus mungkin dilakukan. Kunjungan ini dialog asuh dengan komunitas lokal dan memastikan bahwa proyek-proyek penelitian sesuai dengan kebutuhan dunia nyata yang praktis.
Momen-momen ini juga menggambarkan bagaimana laboratorium dunia nyata menempa jaringan baru. Dengan kontak baru dan infrastruktur dengan kuat, Stähli akan dapat menawarkan proyek doktoral dalam desain Keyline tahun depan. Sementara itu, semester musim gugur ini akan membuat mahasiswa ETH Arsitektur Lansekap dan Ilmu Pertanian terlibat dalam proyek Keyline saat ini. Mereka akan menyusun desain Keyline untuk pertanian dan bisnis lain di Jurapark Aargau dan mengeksplorasi hambatan politik dan sosial yang menghalangi pekerjaan tersebut.
Sama seperti Keyline mengalihkan air hujan di sepanjang rute yang berbeda, demikian juga laboratorium dunia nyata sedang menempa jalur baru dalam produksi pengetahuan. Dengan menyatukan keahlian berbagai lembaga domain ETH dan menerapkannya pada situasi kehidupan nyata, itu “dapat membantu memperkuat kepercayaan pada dunia akademik,” kata Dalbert, merefleksikan pengalamannya dengan lab. Di komunitas pertanian, ia sering mendengar bahwa belajar adalah buang -buang waktu. Namun laboratorium dunia nyata dapat membantu membantah mitos ini – dan mungkin mendorong petani untuk melihat kolaborasi dengan sains dan penelitian sebagai rute menuju kesuksesan.
