Senzorii de sol sunt o soluție care și-a dovedit meritul la scară mai mică și ar putea deveni de neprețuit în scopuri agricole.
Ce sunt senzorii de sol?
Senzorii urmăresc condițiile solului, permițând colectarea și analiza în timp real a datelor.Senzorii pot urmări aproape orice caracteristică a solului, cum ar fi ADN-ul microorganismelor rezidente, pentru a schimba echilibrul către un microbiom al solului mai sănătos, un randament crescut și o utilizare redusă a resurselor.
Diferitele tipuri de senzori din agricultură folosesc diverse metode, cum ar fi semnalele electrice și măsurarea reflexiei undelor luminoase, pentru a stabili caracteristicile esențiale ale câmpului care pot transforma operațiunile agricole.
Tipuri de senzori de sol
Senzorii de sol pot măsura caracteristicile solului, cum ar fi conținutul de umiditate, temperatura, pH-ul, salinitatea, umiditatea, radiația fotosintetică și echilibrul de nutrienți—în principal azotul vital, fosforul și potasiul (NPK).
Pe lângă beneficiile lor legate de managementul culturilor, cum ar fi calitatea mai bună a cerealelor și scurgerea redusă a nutrienților, senzorii de sol pot informa previziunile privind resursele de apă, stabilitatea terenului și schimbările climatice.
Alte cazuri de utilizare includ programarea irigațiilor, evaluările bazinelor de apă, profilarea ecologiei microbiene și prevenirea bolilor plantelor.
Beneficiile utilizării senzorilor de sol
Urmărirea stării solului oferă multe beneficii pentru fermieri și grădinari, inclusiv randament crescut al culturilor și eficiență sporită a resurselor.IoT, serviciile cloud și integrarea AI permit cultivatorilor să ia decizii bazate pe date.
Senzorii optimizează utilizarea îngrășămintelor, mențin plantele sănătoase, maximizează resursele și reduc la minimum scurgerea și degajarea de gaze care atacă mediul.Monitorizarea constantă previne, de asemenea, probleme, cum ar fi focarele de agenți patogeni sau compactarea solului.
Monitorizarea stării solului cu ajutorul senzorilor de sol poate optimiza, de asemenea, utilizarea îngrășămintelor și a apei.Aceasta'S-a estimat că aproximativ 30% din îngrășământul cu nitrați aplicat în SUA spală și contaminează sursele de apă.Chiar și sistemele de irigare adecvate pot ajunge la risipa de apă de până la 50%, iar agricultura este responsabilă pentru 70% din consumul global de apă dulce.Capacitatea de a umple eficient și eficient umiditatea solului ar putea avea un impact mare.
Instalarea și calibrarea senzorilor de sol
Fiecare senzor va avea propriul ghid de instalare, dar instalarea necesită de obicei săparea unei gropi sau șanț într-un rând de cultură și plasarea senzorilor la adâncimi multiple, inclusiv în apropierea rădăcinilor plantei.
Pe o suprafață mare, cele mai bune practici impun amplasarea în locuri care indică restul câmpului sau tipul de sol care trebuie gestionat, în apropierea emițătorilor de apă și în contact direct cu solul (adică, fără pungi de aer).Locurile senzorilor trebuie, de asemenea, semnalizate sau marcate în alt mod pe suprafață pentru a evita deteriorarea accidentală.
Pe lângă instalarea corectă, calibrarea senzorului este esențială.Senzorii de sol înregistrează datele de umiditate a solului ca conținut de apă volumetrică (VWC) și fiecare tip de sol are propriul său VWC.Senzorii de umiditate a solului au adesea sensibilități diferite și poate fi necesar să fie calibrați individual.
Depanare
Defecțiunile echipamentelor pot apărea din cauza problemelor electrice, a interferențelor cauzate de animale sălbatice sau a firelor conectate greșit.Orice scurgere de aer într-un tensiometru îl va face nefiabil.Asigurarea adâncimii corecte de instalare și a metodelor de impermeabilizare poate ajuta la evitarea problemelor viitoare.
Tehnicile comune de depanare includ:
Verificarea sursei de alimentare și a circuitelor
Curățarea senzorilor fără a utiliza substanțe chimice
Efectuarea de întreținere regulată pentru înlocuirea pieselor deteriorate conform producătorului'ghidul de reparații
Monitorizarea sănătății solului
Senzorii de sol oferă o strategie mai precisă și mai eficientă pentru evaluarea sănătății solului.Evaluările convenționale ale solului sunt echivalentul unei biopsii, care poate dura săptămâni sau luni, în funcție de proprietățile solului.
Măsurătorile senzorilor sunt mult mai rapide, luând o oră sau două la 50 de acri.Senzorii afișează tot ceea ce este necesar pentru gestionarea eficientă a culturilor, inclusiv conținutul de apă, tensiunea apei și prezența materiei organice—un mare indicator al sănătății generale a solului—fără a fi necesară îndepărtarea fizică a probelor de sol.
Integrarea cu sistemele de management al fermelor
Potrivit unui raport StartUS Insights, senzorii de sol sunt cea mai de impact tehnologie de monitorizare a solului datorită scalabilității, eficienței și utilității lor.Combinarea senzorilor de sol cu alte tehnologii agricole în plină dezvoltare, inclusiv cartografierea solului alimentată de inteligență artificială, imaginile aeriene, roboții automati de monitorizare a solului, instrumentele de urmărire a emisiilor, analiza solului în realitate augmentată, nanotehnologia și integrarea blockchain, poate optimiza managementul fermei.
Provocări și soluții în tehnologia senzorilor de sol
Pe baza unui raport din 2020 al Universității din Nebraska, doar 12% dintre fermele din SUA folosesc senzori de umiditate a solului pentru a determina programele de irigare.Senzorii de sol au devenit mai viabili datorită îmbunătățirilor semnificative ale accesibilității, ușurinței de utilizare și capabilităților de procesare și afișare a datelor, dar sunt necesare mai multe progrese.
Senzorii de sol trebuie să devină mai rentabili și mai interoperabili pentru adoptarea globală.Există multe tipuri de senzori, ceea ce duce la o lipsă de standardizare și compatibilitate.
Multe tehnologii existente se bazează pe senzori proprietari, ceea ce poate face dificilă personalizarea.Progresele în tehnologia senzorilor, precum cele dezvoltate de UC Berkeley, simplifică integrarea pentru a oferi monitorizarea datelor în timp real și pentru a promova luarea agilă a deciziilor în domenii și piețe.
Studii de caz: Implementarea cu succes a senzorilor de sol
Senzorii de sol ajută fermierii să economisească apă și bani
Un studiu al Universității Clemson a constatat că senzorii de umiditate a solului pot crește fermierii'venitul net mediu cu 20% prin creșterea eficienței irigațiilor în câmpurile testate în care cultivau arahide, soia sau bumbac.
Terenuri de sport mai durabile
Locurile sportive adoptă și senzori de sol.Stadionul Wembley și Citizens Bank Park (casa lui Philadelphia Phillies) se numără printre locațiile sportive care folosesc senzori de sol pentru a menține suprafețele de joc luxuriante în timp ce maximizează utilizarea apei și a energiei, potrivit producătorului de senzori de sol Soil Scout.
Tendințele viitoare în tehnologia senzorilor de sol
Tendințele emergente includ nanotehnologia , cu nanoparticule pe bază de aur sau argint care măresc sensibilitatea senzorilor pentru detectarea poluanților din sol, cum ar fi metalele grele.
Senzorii acoperiți cu nano-compuși ar putea urmări caracteristicile solului și apoi eliberează nutrienți, cum ar fi oxigenul, ca răspuns la fluctuația calității solului.Alții calculează bioindicatori, cum ar fi numărul de râme sau diversitatea microorganismelor, prin analiza ADN-ului, pentru a îmbunătăți microbiomul solului.
Ora postării: Apr-09-2024