Сензорите за почва се едно решение кое ја докажа својата вредност на помали размери и би можело да стане непроценливо за земјоделски цели.
Што се сензори за почва?
Сензорите ги следат состојбите на почвата, овозможувајќи собирање и анализа на податоци во реално време. Сензорите можат да следат речиси секоја карактеристика на почвата, како што е ДНК-та на резидентните микроорганизми, за да ја поместат рамнотежата кон поздрав микробиом на почвата, зголемен принос и намалена употреба на ресурси.
Различните видови сензори во земјоделството користат различни методи, како што се електрични сигнали и мерење на рефлексијата на светлосните бранови, за да ги утврдат основните карактеристики на полето што можат да ги трансформираат земјоделските операции.
Видови сензори за почва
Сензорите за почва можат да ги мерат карактеристиките на почвата како што се содржината на влага, температурата, pH вредноста, соленоста, влажноста, фотосинтетичкото зрачење и рамнотежата на хранливите материи.—главно виталниот азот, фосфор и калиум (NPK).
Покрај придобивките од управувањето со земјоделските култури, како што се подобар квалитет на зрното и намалено истекување на хранливи материи, сензорите за почвата можат да дадат информации за прогнозите околу водните ресурси, стабилноста на земјиштето и климатските промени.
Други случаи на употреба вклучуваат распоред на наводнување, проценки на сливот, профилирање на микробна екологија и превенција од растителни болести.
Предности од користењето на сензори за почва
Следењето на состојбата на почвата нуди многу придобивки за земјоделците и градинарите, вклучувајќи зголемен принос на земјоделските култури и подобрена ефикасност на ресурсите. IoT, услугите во облак и интеграцијата со вештачка интелигенција им овозможуваат на одгледувачите да донесуваат одлуки базирани на податоци.
Сензорите ја оптимизираат употребата на ѓубрива, ги одржуваат растенијата здрави, ги максимизираат ресурсите и го минимизираат истекувањето и испуштањето гасови што ја напаѓаат животната средина. Постојаното следење, исто така, спречува проблеми, како што се епидемии на патогени или набивање на почвата.
Следењето на состојбата на почвата со помош на сензори за почва може да ја оптимизира и употребата на ѓубрива и вода.„проценува дека приближно 30% од нитратното ѓубриво што се применува во САД се мие и ги контаминира изворите на вода. Дури и вештачките системи за наводнување можат да достигнат до 50% загуба на вода, а земјоделството е одговорно за 70% од глобалната употреба на свежа вода. Способноста за ефикасно и ефективно надополнување на влагата во почвата би можела да има големо влијание.
Инсталирање и калибрирање на сензори за почва
Секој сензор ќе има свој водич за инсталација, но инсталацијата обично бара копање дупка или ров во редот на културите и поставување на сензорите на повеќе длабочини, вклучително и во близина на корените на растенијата.
На голема површина, најдобрите практики диктираат поставување на места што укажуваат на остатокот од полето или типот на почва што треба да се управува, во близина на извори на вода и во директен контакт со почвата (т.е. без воздушни џебови). Местата на сензорите треба да бидат означени или на друг начин обележани на површината за да се избегне случајно оштетување.
Покрај правилната инсталација, калибрацијата на сензорот е клучна. Сензорите за почва ги регистрираат податоците за влажноста на почвата како Волуметриска содржина на вода (VWC), а секој тип на почва има свој VWC. Сензорите за влажност на почвата често имаат различна чувствителност и можеби ќе треба да се калибрираат поединечно.
Отстранување проблеми
Дефекти на опремата може да се појават поради електрични проблеми, пречки од диви животни или погрешно поврзани жици. Секое протекување на воздух во тензиометарот ќе го направи несигурен. Обезбедувањето на точна длабочина на инсталација и методи на хидроизолација може да помогне да се избегнат идни проблеми.
Вообичаените техники за решавање проблеми вклучуваат:
Проверка на напојувањето и струјното коло
Чистење на сензорите без употреба на хемикалии
Вршење редовно одржување за замена на оштетените делови според производителот„водич за поправка
Мониторинг на здравјето на почвата
Сензорите за почва нудат попрецизна, поедноставена стратегија за проценка на здравјето на почвата. Конвенционалните проценки на почвата се еквивалентни на биопсија, која може да трае со недели или месеци, во зависност од својствата на почвата.
Мерењата со сензори се многу побрзи, трае еден или два часа на 50 хектари. Сензорите прикажуваат сè што е потребно за ефикасно управување со културите, вклучувајќи ја содржината на вода, притисокот на водата и присуството на органска материја.—одличен показател за целокупното здравје на почвата—без потреба физички да се земат примероци од почва.
Интеграција со системи за управување со фарми
Според извештајот на StartUS Insights, сензорите за почва се највлијателната технологија за следење на почвата поради нивната скалабилност, ефикасност и корисност. Комбинирањето на сензорите за почва со други растечки земјоделски технологии, вклучувајќи мапирање на почвата со вештачка интелигенција, снимање од воздух, автоматизирани роботи за следење на почвата, тракери за емисии, анализа на почвата со зголемена реалност, нанотехнологија и интеграција на блокчејн, може да го оптимизира управувањето со фармите.
Предизвици и решенија во технологијата на сензори за почва
Врз основа на извештајот на Универзитетот во Небраска од 2020 година, само 12% од фармите во САД користат сензори за влажност на почвата за да ги одредат распоредите за наводнување. Сензорите за почвата станаа поодржливи поради значителните подобрувања во пристапноста, леснотијата на користење и можностите за обработка и прикажување на податоци, но потребен е поголем напредок.
Сензорите за почва мора да станат поекономични и интероперабилни за глобално усвојување. Постојат многу видови сензори, што резултира со недостаток на стандардизација и компатибилност.
Многу постоечки технологии се потпираат на сопствени сензори, што може да го отежни прилагодувањето. Напредокот во технологијата на сензори, како оние развиени од UC Berkeley, го поедноставува процесот на вклучување во системот за да обезбеди следење на податоци во живо и да промовира агилно донесување одлуки низ сите области и пазари.
Студии на случај: Успешна имплементација на сензори за почва
Сензорите за почва им помагаат на земјоделците да заштедат вода и пари
Студија на Универзитетот Клемсон покажа дека сензорите за влага во почвата можат да го зголемат бројот на земјоделци„просечен нето приход за 20% со зголемување на ефикасноста на наводнувањето на тестираните полиња каде што се одгледуваа кикирики, соја или памук.
Поодржливи спортски терени
Спортските објекти, исто така, воведуваат сензори за почва. Стадионот „Вембли“ и „Ситизенс Бенк Парк“ (домот на „Филаделфија Филис“) се меѓу спортските објекти што користат сензори за почва за одржување на бујни игрални површини, а воедно и максимално искористување на водата и енергијата, според производителот на сензори за почва „Соил Скаут“.
Идни трендови во технологијата на сензори за почва
Новите трендови вклучуваат нанотехнологија, со наночестички базирани на злато или сребро кои ја зголемуваат чувствителноста на сензорите за откривање на загадувачи на почвата како што се тешките метали.
Сензори обложени со наносоединенија би можеле да ги следат карактеристиките на почвата, а потоа да ослободуваат хранливи материи, како што е кислородот, како одговор на флуктуирачкиот квалитет на почвата. Други пресметуваат биоиндикатори, како што се бројот на дождовни црви или разновидноста на микроорганизми, преку ДНК анализа, за да го подобрат микробиомот на почвата.
Време на објавување: 09 април 2024 година