Pôdne senzory sú jedným z riešení, ktoré sa osvedčili v menších mierkach a mohli by sa stať neoceniteľnými pre poľnohospodárske účely.
Čo sú pôdne senzory?
Senzory sledujú pôdne podmienky a umožňujú zber a analýzu údajov v reálnom čase.Senzory môžu sledovať takmer akúkoľvek charakteristiku pôdy, ako je DNA rezidentných mikroorganizmov, aby posunuli rovnováhu smerom k zdravšiemu pôdnemu mikrobiómu, zvýšenému výnosu a zníženiu využívania zdrojov.
Rôzne typy senzorov v poľnohospodárstve využívajú rôzne metódy, ako sú elektrické signály a meranie odrazu svetelných vĺn, na zistenie základných charakteristík poľa, ktoré môžu transformovať poľnohospodárske operácie.
Typy pôdnych senzorov
Pôdne senzory dokážu merať charakteristiky pôdy, ako je obsah vlhkosti, teplota, pH, slanosť, vlhkosť, fotosyntetické žiarenie a rovnováha živín—hlavne životne dôležitý dusík, fosfor a draslík (NPK).
Okrem výhod pri pestovaní plodín, ako je lepšia kvalita zrna a znížené vyplavovanie živín, môžu pôdne senzory informovať o prognózach týkajúcich sa vodných zdrojov, stability pôdy a klimatických zmien.
Medzi ďalšie prípady použitia patrí plánovanie zavlažovania, hodnotenia povodí, mikrobiálne ekologické profilovanie a prevencia chorôb rastlín.
Výhody používania pôdnych senzorov
Sledovanie stavu pôdy poskytuje farmárom a záhradkárom mnoho výhod, vrátane zvýšenej úrody plodín a zvýšenej efektívnosti zdrojov.IoT, cloudové služby a integrácia AI umožňujú pestovateľom robiť rozhodnutia založené na údajoch.
Senzory optimalizujú používanie hnojív, udržiavajú rastliny zdravé, maximalizujú zdroje a minimalizujú odtok a uvoľňovanie plynov, ktoré napádajú životné prostredie.Neustálym monitorovaním sa tiež predchádza problémom, ako sú prepuknutie patogénov alebo zhutnenie pôdy.
Monitorovanie stavu pôdy pomocou pôdnych senzorov môže tiež optimalizovať využitie hnojív a vody.to'Odhaduje sa, že približne 30 % dusičnanového hnojiva aplikovaného v USA vyplavuje a kontaminuje vodné zdroje.Dokonca aj skúsené zavlažovacie systémy môžu dosiahnuť až 50 % plytvania vodou a poľnohospodárstvo je zodpovedné za 70 % celosvetovej spotreby sladkej vody.Veľký vplyv by mohla mať schopnosť efektívne a efektívne dopĺňať pôdnu vlhkosť.
Inštalácia a kalibrácia pôdnych senzorov
Každý senzor bude mať svoju vlastnú inštalačnú príručku, ale inštalácia si zvyčajne vyžaduje vykopanie diery alebo priekopy v riadku obilia a umiestnenie senzorov do viacerých hĺbok, vrátane blízkosti koreňov rastlín.
Na veľkej ploche si osvedčené postupy diktujú umiestnenie na miestach indikujúcich zvyšok poľa alebo typu pôdy, ktoré sa majú obhospodarovať, v blízkosti vodných žiaričov a v priamom kontakte s pôdou (tj žiadne vzduchové bubliny).Miesta snímačov by mali byť tiež označené alebo inak označené na povrchu, aby sa predišlo náhodnému poškodeniu.
Okrem správnej inštalácie je kľúčová aj kalibrácia snímača.Pôdne senzory zaznamenávajú údaje o pôdnej vlhkosti ako objemový obsah vody (VWC) a každý typ pôdy má svoj vlastný VWC.Senzory pôdnej vlhkosti majú často rôzne citlivosti a môže byť potrebné ich individuálne kalibrovať.
Riešenie problémov
K poruchám zariadenia môže dôjsť v dôsledku elektrických problémov, rušenia divokou zverou alebo nesprávne pripojených káblov.Akýkoľvek únik vzduchu do tenzometra spôsobí, že bude nespoľahlivý.Zabezpečenie správnej hĺbky inštalácie a metód hydroizolácie môže pomôcť vyhnúť sa budúcim problémom.
Bežné techniky riešenia problémov zahŕňajú:
Kontrola napájacieho zdroja a obvodov
Čistenie snímačov bez použitia chemikálií
Vykonávanie pravidelnej údržby na výmenu poškodených dielov podľa výrobcu's návodom na opravu
Monitorovanie zdravia pôdy
Pôdne senzory ponúkajú presnejšiu a efektívnejšiu stratégiu hodnotenia zdravia pôdy.Konvenčné hodnotenie pôdy je ekvivalentom biopsie, ktorá môže trvať týždne alebo mesiace v závislosti od vlastností pôdy.
Merania senzorom sú oveľa rýchlejšie, zaberú hodinu alebo dve na 50 akrov.Senzory zobrazujú všetko potrebné pre efektívne hospodárenie s plodinami, vrátane obsahu vody, vodného napätia a prítomnosti organických látok—skvelý ukazovateľ celkového zdravia pôdy—bez nutnosti fyzického odstraňovania vzoriek pôdy.
Integrácia so systémami riadenia farmy
Podľa správy StartUS Insights sú pôdne senzory najvplyvnejšou technológiou monitorovania pôdy vďaka ich škálovateľnosti, účinnosti a využiteľnosti.Spojenie pôdnych senzorov s ďalšími rýchlo sa rozvíjajúcimi poľnohospodárskymi technológiami, vrátane mapovania pôdy pomocou AI, leteckého zobrazovania, automatizovaných robotov na monitorovanie pôdy, sledovačov emisií, analýzy pôdy s rozšírenou realitou, nanotechnológie a integrácie blockchainu, môže optimalizovať správu farmy.
Výzvy a riešenia v technológii pôdnych senzorov
Na základe správy University of Nebraska z roku 2020 iba 12 % fariem v USA používa senzory pôdnej vlhkosti na určenie plánov zavlažovania.Pôdne senzory sa stali životaschopnejšími vďaka výraznému zlepšeniu dostupnosti, užívateľskej prívetivosti a schopnosti spracovania a zobrazovania údajov, ale je potrebný ďalší pokrok.
Pôdne senzory sa musia stať nákladovo efektívnejšími a interoperabilnejšími, aby sa mohli prijať na celom svete.Existuje mnoho typov senzorov, čo vedie k nedostatku štandardizácie a kompatibility.
Mnohé existujúce technológie sa spoliehajú na proprietárne senzory, čo môže sťažiť prispôsobenie.Pokroky v technológii senzorov, ako napríklad tie, ktoré vyvinula UC Berkeley, zjednodušujú integráciu, aby poskytovali živé monitorovanie údajov a podporovali agilné rozhodovanie v rôznych oblastiach a trhoch.
Prípadové štúdie: Úspešná implementácia pôdnych senzorov
Pôdne senzory pomáhajú farmárom šetriť vodu a peniaze
Štúdia Clemson University zistila, že senzory pôdnej vlhkosti môžu zvýšiť počet farmárov'priemerný čistý príjem o 20 % zvýšením účinnosti zavlažovania na testovaných poliach, na ktorých sa pestovali arašidy, sójové bôby alebo bavlna.
Viac udržateľných športovísk
Aj športoviská využívajú pôdne senzory.Štadión Wembley a Citizens Bank Park (domov Philadelphia Phillies) patria medzi športoviská, ktoré využívajú pôdne senzory na udržiavanie sviežich hracích plôch a zároveň maximalizujú spotrebu vody a energie, podľa výrobcu pôdnych senzorov Soil Scout.
Budúce trendy v technológii pôdnych senzorov
Medzi vznikajúce trendy patrí nanotechnológia s nanočasticami na báze zlata alebo striebra, ktoré zvyšujú citlivosť senzorov na detekciu pôdnych znečisťujúcich látok, ako sú ťažké kovy.
Senzory potiahnuté nano-zlúčeninami by mohli sledovať charakteristiky pôdy a potom uvoľňovať živiny, ako je kyslík, v reakcii na kolísajúcu kvalitu pôdy.Iní vypočítavajú bioindikátory, ako sú počty dážďoviek alebo diverzitu mikroorganizmov, pomocou analýzy DNA, aby zlepšili pôdny mikrobióm.
Čas odoslania: apríl-09-2024