Roșia (Solanum lycopersicum L.) este una dintre culturile cu valoare ridicată de pe piața mondială și este cultivată în principal sub irigații. Producția de roșii este adesea împiedicată de condiții nefavorabile, cum ar fi clima, solul și resursele de apă. Tehnologiile de senzori au fost dezvoltate și instalate în întreaga lume pentru a ajuta fermierii să evalueze condițiile de creștere, cum ar fi disponibilitatea apei și a nutrienților, pH-ul solului, temperatura și topologia.
Factori asociați cu productivitatea scăzută a roșiilor. Cererea de roșii este mare atât pe piețele de consum în stare proaspătă, cât și pe piețele de producție industrială (de procesare). Randamentele scăzute de roșii se observă în multe sectoare agricole, cum ar fi în Indonezia, care aderă în mare măsură la sistemele agricole tradiționale. Introducerea unor tehnologii precum aplicațiile și senzorii bazați pe Internetul Lucrurilor (IoT) a crescut semnificativ randamentul diferitelor culturi, inclusiv al roșiilor.
Lipsa utilizării unor senzori eterogeni și moderni din cauza informațiilor insuficiente duce, de asemenea, la randamente scăzute în agricultură. Gestionarea înțeleaptă a apei joacă un rol important în evitarea eșecului culturilor, în special în plantațiile de tomate.
Umiditatea solului este un alt factor care determină randamentul tomatelor, deoarece este esențială pentru transferul nutrienților și al altor compuși din sol la plantă. Menținerea temperaturii plantei este importantă, deoarece afectează coacerea frunzelor și a fructelor.
Umiditatea optimă a solului pentru plantele de tomate este între 60% și 80%. Temperatura ideală pentru producția maximă de tomate este între 24 și 28 de grade Celsius. Peste acest interval de temperatură, creșterea plantelor și dezvoltarea florilor și fructelor sunt suboptimale. Dacă condițiile solului și temperaturile fluctuează foarte mult, creșterea plantelor va fi lentă și împiedicată, iar roșiile se vor coace neuniform.
Senzori utilizați în cultivarea tomatelor. Au fost dezvoltate mai multe tehnologii pentru gestionarea precisă a resurselor de apă, bazate în principal pe tehnici de teledetecție proximală. Pentru a determina conținutul de apă din plante, se utilizează senzori care evaluează starea fiziologică a plantelor și a mediului înconjurător. De exemplu, senzorii bazați pe radiații terahertz combinați cu măsurători de umiditate pot determina cantitatea de presiune asupra lamei.
Senzorii utilizați pentru a determina conținutul de apă din plante se bazează pe o varietate de instrumente și tehnologii, inclusiv spectroscopia de impedanță electrică, spectroscopia în infraroșu apropiat (NIR), tehnologia cu ultrasunete și tehnologia de prindere a frunzelor. Senzorii de umiditate a solului și senzorii de conductivitate sunt utilizați pentru a determina structura solului, salinitatea și conductivitatea.
Senzori de umiditate și temperatură a solului, precum și un sistem automat de udare. Pentru a obține un randament optim, roșiile necesită un sistem de udare adecvat. Deficitul tot mai mare de apă amenință producția agricolă și securitatea alimentară. Utilizarea unor senzori eficienți poate asigura utilizarea optimă a resurselor de apă și maximiza randamentele culturilor.
Senzorii de umiditate a solului estimează umiditatea solului. Senzorii de umiditate a solului dezvoltați recent includ două plăci conductive. Când aceste plăci sunt expuse unui mediu conductor (cum ar fi apa), electronii de la anod vor migra către catod. Această mișcare a electronilor va crea un curent electric, care poate fi detectat cu ajutorul unui voltmetru. Acest senzor detectează prezența apei în sol.
În unele cazuri, senzorii de sol sunt combinați cu termistoare care pot măsura atât temperatura, cât și umiditatea. Datele de la acești senzori sunt procesate și generează o ieșire bidirecțională pe o singură linie, care este trimisă către sistemul automat de spălare. Când datele de temperatură și umiditate ating anumite praguri, comutatorul pompei de apă se va porni sau opri automat.
Bioristorul este un senzor bioelectronic. Bioelectronica este utilizată pentru a controla procesele fiziologice ale plantelor și caracteristicile lor morfologice. Recent, a fost dezvoltat un senzor in vivo bazat pe tranzistoare electrochimice organice (OECT), denumite în mod obișnuit biorezistoare. Senzorul a fost utilizat în cultivarea tomatelor pentru a evalua modificările compoziției sevei plantelor care curge în xilemul și floemul plantelor de tomate în creștere. Senzorul funcționează în timp real în interiorul corpului, fără a interfera cu funcționarea plantei.
Întrucât biorezistorul poate fi implantat direct în tulpinile plantelor, acesta permite observarea in vivo a mecanismelor fiziologice asociate cu mișcarea ionilor la plante în condiții de stres, cum ar fi seceta, salinitatea, presiunea insuficientă a vaporilor și umiditatea relativă ridicată. Biostor este utilizat și pentru detectarea agenților patogeni și combaterea dăunătorilor. Senzorul este utilizat și pentru monitorizarea stării apei plantelor.
Data publicării: 01 august 2024