Со растот на глобалната популација и интензивирањето на климатските промени, земјоделството се соочува со невидени предизвици. Со цел да се подобрат приносите на земјоделските култури и ефикасноста на ресурсите, технологијата за прецизно земјоделство брзо се развива. Меѓу нив, сензорот за почва, како една од основните технологии на прецизното земјоделство, предводи револуција во земјоделското производство. Неодамна, голем број нови сензори за почва привлекоа големо внимание во земјоделската област, а овие сензори станаа важна алатка за модерно управување со земјоделството со нивните високопрецизни, интелигентни карактеристики во реално време.
Видови сензори за почва и нивните специфични принципи на работа:
1. Сензор за влажност на почвата
Како функционира:
Капацитивен сензор за влажност на почвата: Овој сензор користи промени во диелектричната константа на почвата за мерење на влагата. Содржината на влага во почвата ќе влијае на нејзината диелектрична константа, а кога ќе се промени влажноста на почвата, ќе се промени и вредноста на капацитивноста на сензорот. Со мерење на промената на капацитивноста, може да се заклучи влажноста на почвата.
Резистивен сензор за влажност на почвата: Овој сензор ја проценува влагата со мерење на вредноста на отпорот на почвата. Колку е поголема содржината на влага во почвата, толку е помала вредноста на отпорот. Влажноста на почвата се одредува со вградување на две електроди во сензорот и мерење на вредноста на отпорот помеѓу електродите.
Рефлектометрија во временски домен (TDR) и рефлектометрија во фреквентен домен (FDR): Овие методи ја одредуваат влажноста на почвата со емитување на електромагнетни бранови и мерење на нивното време на патување низ почвата. TDR го мери времето на рефлексија на електромагнетниот бран, додека FDR ја мери промената на фреквенцијата на електромагнетниот бран.
2. Сензор за температура на почвата
Како функционира:
Сензорите за температура на почвата обично користат термистори или термопарови како елементи за мерење на температурата. Вредноста на отпорот на термисторот се менува со температурата, а температурата на почвата може да се пресмета со мерење на промената во вредноста на отпорот. Термопаровите ја мерат температурата користејќи ја електромоторната сила на температурната разлика помеѓу два различни метали.
3. Сензор за хранливи материи во почвата
Како функционира:
Електрохемиски сензор: Овој сензор ја детектира содржината на хранливи материи со мерење на електрохемиската активност на јоните во почвата. На пример, сензорите за нитрати можат да ја одредат количината на азот во почвата со мерење на електрохемиската реакција на нитратни јони.
Оптички сензори: Користете спектрална анализа за да ја откриете содржината на хранливи материи со мерење на апсорпцијата или рефлексијата на специфични бранови должини на светлината во почвата. На пример, сензорите за спектроскопија во близина на инфрацрвениот спектар (NIR) можат да ја анализираат содржината на органска материја и минерали во почвата.
Јонска селективна електрода (ISE): Овој сензор ја одредува концентрацијата на специфичен јон со мерење на неговата потенцијална разлика. На пример, селективните електроди за калиумови јони можат да ја измерат концентрацијата на калиумови јони во почвата.
4. Сензор за pH вредност на почвата
Како функционира:
pH сензорите на почвата обично користат стаклени електроди или електроди од метален оксид. Стаклената електрода ја одредува pH вредноста со мерење на концентрацијата на водородни јони (H+). Електродите од метален оксид ја користат електрохемиската реакција помеѓу металните оксиди и водородните јони за мерење на pH вредноста.
Овие сензори ја мерат потенцијалната разлика помеѓу електродите преку контакт со почвен раствор, со што ја одредуваат pH вредноста на почвата.
5. Сензор за спроводливост
Како функционира:
Сензорите за спроводливост ја одредуваат содржината на сол во почвениот раствор со мерење на неговата способност за спроведување електрична енергија. Колку е поголема концентрацијата на јони во почвениот раствор, толку е поголема спроводливоста. Сензорот ја пресметува вредноста на спроводливоста со примена на напон помеѓу две електроди и мерење на големината на струјата.
6. Сензор за REDOX потенцијал (ORP)
Како функционира:
ORP сензорите го мерат REDOX потенцијалот на почвата и ја одразуваат REDOX состојбата на почвата. Сензорот го одредува ORP со мерење на разликата на потенцијали помеѓу платинската електрода и референтната електрода. Вредностите на ORP можат да го одразат присуството на оксидирачки или редуцирачки супстанции во почвата.
Сценарио за апликација
Прецизно земјоделство: Сензорите за почва можат да следат различни параметри на почвата во реално време, помагајќи им на земјоделците со прецизно наводнување, ѓубрење и управување со почвата за да го подобрат приносот и квалитетот на земјоделските култури.
Мониторинг на животната средина: Во проектите за еколошка реставрација и заштита на животната средина, сензорите за почвата можат да го следат здравјето на почвата, да го проценат степенот на загадување и ефикасноста на санацијата.
Урбано зеленило: Во урбаното зеленило и управувањето со градини, сензорите можат да ја следат влажноста на почвата и содржината на хранливи материи за да се обезбеди здрав раст на растенијата.
Точно следење: Состојбата на почвата е под контрола
Сензорите за почва можат да следат различни параметри на почвата во реално време, вклучувајќи влага, температура, содржина на хранливи материи (како што се азот, фосфор, калиум итн.) и pH вредност. Овие податоци се од витално значење за земјоделците бидејќи директно влијаат на растот и приносот на земјоделските култури. Традиционалните методи за детекција на почвата честопати бараат рачно земање примероци и лабораториска анализа, што не само што одзема многу време, туку и не успева да обезбеди податоци во реално време. Новиот сензор за почва е во состојба континуирано да ја следи состојбата на почвата 24 часа на ден и да ги пренесува податоците до паметниот телефон на земјоделецот или платформата за управување со земјоделството.
На пример, една голема фарма на периферијата на Јужна Кореја неодамна инсталираше повеќе сензори за почва. Земјоделецот Ли рече: „Порано, можевме да се потпреме само на искуство за да процениме кога да наводнуваме и ѓубриме, но сега со овие сензори, можеме да донесуваме понаучни одлуки врз основа на податоци во реално време.“ Ова не само што ги зголемува приносите на земјоделските култури, туку и заштедува вода и ѓубриво.“
Интелигентно управување: камен-темелник на прецизното земјоделство
Интелигентната функција на сензорот за почва е една од најважните карактеристики. Во комбинација со технологијата Интернет на нештата (IoT), сензорите можат да ги пренесат собраните податоци во реално време на облачна платформа за анализа и обработка. Земјоделците можат далечински да ги следат состојбите на почвата преку мобилна апликација или компјутерска платформа и да ги користат резултатите од анализата на податоците за прецизно наводнување и ѓубрење.
Покрај тоа, некои напредни сензори за почва имаат функции за автоматска контрола. На пример, кога сензорот ќе открие дека влажноста на почвата е под зададената вредност, системот за наводнување може автоматски да започне со наводнување; кога содржината на хранливи материи е недоволна, соодветната количина на ѓубриво може автоматски да се ослободи. Овој метод на автоматско управување не само што ја подобрува ефикасноста на земјоделското производство, туку и ја намалува рачната интервенција и ги намалува трошоците за работна сила.
Заштита на животната средина: гаранција за одржлив развој
Примената на сензори за почва не само што помага во подобрувањето на приносот на земјоделските култури, туку има и важно значење за заштитата на животната средина. Преку прецизно следење и научно управување, земјоделците можат да избегнат прекумерно ѓубрење и наводнување, со што се намалува употребата на ѓубрива и вода, како и загадувањето на почвата и водните ресурси.
На пример, во некои развиени земји, сензорите за почва се широко користени во органското и еколошкото земјоделство. Преку научно управување, овие фарми не само што го подобруваат квалитетот и приносот на земјоделските производи, туку и ја штитат еколошката средина и постигнуваат одржлив развој.
Сценарија за широка примена
Сценаријата за примена на сензорите за почва се многу широки, не ограничени само на полски култури, туку вклучуваат и садење во стакленици, овоштарници, лозја итн. Во стакленички одгледување, сензорите можат да им помогнат на земјоделците прецизно да ја контролираат температурата, влажноста и снабдувањето со хранливи материи, создавајќи најдобра средина за одгледување. Во овоштарниците и лозјата, сензорите можат да ја следат pH вредноста на почвата и содржината на хранливи материи, помагајќи им на земјоделците со научно подобрување на почвата и ѓубрење.
Покрај тоа, сензорите за почва можат да се применат и во урбаното зеленило, управувањето со градини и еколошката реставрација. На пример, во урбаното зеленило, сензорите можат да им помогнат на менаџерите да ја следат влажноста на почвата и содржината на хранливи материи за да обезбедат здрав раст на растенијата.
Идни перспективи
Како што технологијата продолжува да напредува, сензорите за почвата ќе станат поинтелигентни и мултифункционални. Во иднина, сензорите може да се комбинираат со технологија на вештачка интелигенција (ВИ) за да се овозможи понапредно автоматизирано управување и поддршка на одлуките. На пример, системите за ВИ можат да го предвидат трендот на раст на земјоделските култури врз основа на податоци за почвата и временските прогнози и да го обезбедат најдобриот план за садење.
Покрај тоа, цената на сензорите за почва исто така се намалува, што ги прави широко користени во земјите во развој и малите фарми. Со популаризацијата на технологијата за прецизно земјоделство, сензорите за почва ќе станат неопходен дел од современото управување со земјоделството, обезбедувајќи важна гаранција за одржлив развој на глобалното земјоделство.
Заклучок
Појавата на сензорите за почва означува ново ниво на прецизна земјоделска технологија. Таа не само што ја подобрува ефикасноста и приносот на земјоделското производство, туку обезбедува и нови решенија за заштита на животната средина и одржлив развој. Со континуираната иновација на технологијата и континуираното проширување на сценаријата за примена, сензорите за почва ќе играат поголема улога во иднина, носејќи поголема удобност и безбедност во нашето земјоделско производство и живот.
За повеќе информации за сензорот за почва,
ве молиме контактирајте ја Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-страница на компанијата:www.hondetechco.com
Време на објавување: 16 јануари 2025 година