Paradajka (Solanum lycopersicum L.) patrí medzi vysokohodnotné plodiny na svetovom trhu a pestuje sa prevažne zavlažovaním. Produkciu paradajok často brzdia nepriaznivé podmienky, ako sú klíma, pôda a vodné zdroje. Po celom svete boli vyvinuté a inštalované senzorové technológie, ktoré pomáhajú poľnohospodárom posúdiť pestovateľské podmienky, ako je dostupnosť vody a živín, pH pôdy, teplota a topológia.
Faktory spojené s nízkou produktivitou paradajok. Dopyt po paradajkách je vysoký na trhoch s čerstvou spotrebou aj na trhoch s priemyselnou (spracovateľskou) produkciou. Nízke výnosy paradajok sa pozorujú v mnohých poľnohospodárskych odvetviach, napríklad v Indonézii, ktorá sa do značnej miery drží tradičných poľnohospodárskych systémov. Zavedenie technológií, ako sú aplikácie a senzory založené na internete vecí (IoT), výrazne zvýšilo výnosy rôznych plodín vrátane paradajok.
Nedostatočné využívanie heterogénnych a moderných senzorov z dôvodu nedostatočných informácií vedie aj k nízkym výnosom v poľnohospodárstve. Rozumné hospodárenie s vodou zohráva dôležitú úlohu pri predchádzaní neúrode, najmä na plantážach paradajok.
Vlhkosť pôdy je ďalším faktorom, ktorý ovplyvňuje úrodu paradajok, pretože je nevyhnutná pre prenos živín a iných zlúčenín z pôdy do rastliny. Udržiavanie teploty rastliny je dôležité, pretože ovplyvňuje zrelosť listov a plodov.
Optimálna vlhkosť pôdy pre rastliny paradajok je medzi 60 % a 80 %. Ideálna teplota pre maximálnu produkciu paradajok je medzi 24 a 28 stupňami Celzia. Nad týmto teplotným rozsahom je rast rastlín a vývoj kvetov a plodov neoptimálny. Ak pôdne podmienky a teploty výrazne kolíšajú, rast rastlín bude pomalý a zakrpatený a paradajky budú dozrievať nerovnomerne.
Senzory používané pri pestovaní paradajok. Na presné riadenie vodných zdrojov bolo vyvinutých niekoľko technológií, založených najmä na technikách proximálneho a diaľkového snímania. Na určenie obsahu vody v rastlinách sa používajú senzory, ktoré posudzujú fyziologický stav rastlín a ich prostredia. Napríklad senzory založené na terahertzovom žiarení v kombinácii s meraniami vlhkosti dokážu určiť veľkosť tlaku na čepeľ.
Senzory používané na určovanie obsahu vody v rastlinách sú založené na rôznych prístrojoch a technológiách vrátane elektrickej impedančnej spektroskopie, spektroskopie blízkej infračervenej oblasti (NIR), ultrazvukovej technológie a technológie listových svoriek. Senzory pôdnej vlhkosti a senzory vodivosti sa používajú na určenie štruktúry pôdy, slanosti a vodivosti.
Senzory vlhkosti a teploty pôdy, ako aj automatický zavlažovací systém. Na dosiahnutie optimálnej úrody potrebujú paradajky správny zavlažovací systém. Rastúci nedostatok vody ohrozuje poľnohospodársku produkciu a potravinovú bezpečnosť. Použitie účinných senzorov môže zabezpečiť optimálne využívanie vodných zdrojov a maximalizovať výnosy plodín.
Senzory pôdnej vlhkosti odhadujú vlhkosť pôdy. Nedávno vyvinuté senzory pôdnej vlhkosti obsahujú dve vodivé platne. Keď sú tieto platne vystavené vodivému médiu (napríklad vode), elektróny z anódy migrujú na katódu. Tento pohyb elektrónov vytvorí elektrický prúd, ktorý je možné detegovať pomocou voltmetra. Tento senzor deteguje prítomnosť vody v pôde.
V niektorých prípadoch sú pôdne senzory kombinované s termistormi, ktoré dokážu merať teplotu aj vlhkosť. Dáta z týchto senzorov sa spracúvajú a generujú jednovodičový obojsmerný výstup, ktorý sa odosiela do automatizovaného preplachovacieho systému. Keď údaje o teplote a vlhkosti dosiahnu určité prahové hodnoty, spínač vodného čerpadla sa automaticky zapne alebo vypne.
Bioristor je bioelektronický senzor. Bioelektronika sa používa na riadenie fyziologických procesov rastlín a ich morfologických charakteristík. Nedávno bol vyvinutý in vivo senzor založený na organických elektrochemických tranzistoroch (OECT), bežne označovaných ako biorezistory. Senzor sa používal pri pestovaní paradajok na hodnotenie zmien v zložení rastlinnej miazgy prúdiacej v xyléme a floéme rastúcich rastlín paradajok. Senzor pracuje v reálnom čase vo vnútri tela bez toho, aby zasahoval do fungovania rastliny.
Keďže biorezistor je možné implantovať priamo do stoniek rastlín, umožňuje in vivo pozorovanie fyziologických mechanizmov spojených s pohybom iónov v rastlinách v stresových podmienkach, ako je sucho, slanosť, nedostatočný tlak pár a vysoká relatívna vlhkosť. Biostor sa tiež používa na detekciu patogénov a kontrolu škodcov. Senzor sa tiež používa na monitorovanie stavu vody v rastlinách.
Čas uverejnenia: 1. augusta 2024