Senzori za tlo su jedno rješenje koje je dokazalo svoju vrijednost na manjim skalama i moglo bi postati neprocjenjivo za poljoprivredne svrhe.
Što su senzori tla?
Senzori prate stanje tla, omogućujući prikupljanje i analizu podataka u stvarnom vremenu. Senzori mogu pratiti gotovo svaku karakteristiku tla, poput DNK rezidentnih mikroorganizama, kako bi se ravnoteža pomaknula prema zdravijem mikrobiomu tla, povećanju prinosa i smanjenju korištenja resursa.
Različite vrste senzora u poljoprivredi koriste različite metode, poput električnih signala i mjerenja refleksije svjetlosnih valova, kako bi utvrdile bitne karakteristike polja koje mogu transformirati poljoprivredne operacije.
Vrste senzora tla
Senzori tla mogu mjeriti karakteristike tla kao što su sadržaj vlage, temperatura, pH, slanost, vlažnost, fotosintetsko zračenje i ravnoteža hranjivih tvari.—prvenstveno vitalni dušik, fosfor i kalij (NPK).
Osim prednosti u upravljanju usjevima, kao što su bolja kvaliteta zrna i smanjeno ispiranje hranjivih tvari, senzori tla mogu pružiti informacije o prognozama vezanim uz vodne resurse, stabilnost zemljišta i klimatske promjene.
Drugi slučajevi upotrebe uključuju planiranje navodnjavanja, procjene slivova, profiliranje mikrobne ekologije i sprječavanje biljnih bolesti.
Prednosti korištenja senzora tla
Praćenje stanja tla pruža mnoge prednosti poljoprivrednicima i vrtlarima, uključujući povećani prinos usjeva i poboljšanu učinkovitost resursa. Internet stvari, usluge u oblaku i integracija umjetne inteligencije omogućuju uzgajivačima donošenje odluka temeljenih na podacima.
Senzori optimiziraju upotrebu gnojiva, održavaju biljke zdravim, maksimiziraju resurse i minimiziraju otjecanje i ispuštanje plinova koji napadaju okoliš. Stalno praćenje također sprječava probleme, poput izbijanja patogena ili zbijanja tla.
Praćenje stanja tla pomoću senzora za tlo također može optimizirati korištenje gnojiva i vode.'Procijenjeno je da se otprilike 30% nitratnih gnojiva primijenjenih u SAD-u ispire i onečišćuje izvore vode. Čak i vješti sustavi navodnjavanja mogu dosegnuti i do 50% rasipanja vode, a poljoprivreda je odgovorna za 70% globalne potrošnje slatke vode. Sposobnost učinkovitog i djelotvornog obnavljanja vlage u tlu mogla bi imati veliki utjecaj.
Ugradnja i kalibracija senzora tla
Svaki senzor imat će vlastiti vodič za instalaciju, ali instalacija obično zahtijeva kopanje rupe ili rova unutar reda usjeva i postavljanje senzora na više dubina, uključujući i blizu korijenja biljke.
Na velikom području, najbolje prakse nalažu postavljanje na mjesta koja ukazuju na ostatak polja ili vrstu tla kojom se upravlja, u blizini emitera vode i u izravnom kontaktu s tlom (tj. bez zračnih džepova). Mjesta senzora također bi trebala biti označena zastavicom ili na drugi način označena na površini kako bi se izbjegla slučajna oštećenja.
Uz pravilnu instalaciju, ključna je kalibracija senzora. Senzori tla registriraju podatke o vlažnosti tla kao volumetrijski sadržaj vode (VWC), a svaka vrsta tla ima svoj vlastiti VWC. Senzori vlažnosti tla često imaju različitu osjetljivost i možda će ih trebati pojedinačno kalibrirati.
Rješavanje problema
Kvarovi opreme mogu se pojaviti zbog električnih problema, smetnji divljih životinja ili pogrešno spojenih žica. Svako propuštanje zraka u tenziometar učinit će ga nepouzdanim. Osiguravanje ispravne dubine ugradnje i metoda hidroizolacije može pomoći u izbjegavanju budućih problema.
Uobičajene tehnike rješavanja problema uključuju:
Provjera napajanja i strujnih krugova
Čišćenje senzora bez upotrebe kemikalija
Redovito održavanje radi zamjene oštećenih dijelova prema uputama proizvođača'vodič za popravak
Praćenje zdravlja tla
Senzori tla nude precizniju i pojednostavljenu strategiju za procjenu zdravlja tla. Konvencionalne procjene tla ekvivalentne su biopsiji, koja može trajati tjednima ili mjesecima, ovisno o svojstvima tla.
Mjerenja senzorima su puno brža, traju sat ili dva po 50 hektara. Senzori prikazuju sve što je potrebno za učinkovito upravljanje usjevima, uključujući sadržaj vode, tlak vode i prisutnost organske tvari.—odličan pokazatelj ukupnog zdravlja tla—bez potrebe za fizičkim uklanjanjem uzoraka tla.
Integracija sa sustavima za upravljanje farmama
Prema izvješću StartUS Insights, senzori tla su najutjecajnija tehnologija za praćenje tla zbog svoje skalabilnosti, učinkovitosti i korisnosti. Kombiniranje senzora tla s drugim rastućim poljoprivrednim tehnologijama, uključujući mapiranje tla pokretano umjetnom inteligencijom, snimanje iz zraka, automatizirane robote za praćenje tla, praćenje emisija, analizu tla u proširenoj stvarnosti, nanotehnologiju i integraciju blockchaina, može optimizirati upravljanje poljoprivrednim gospodarstvima.
Izazovi i rješenja u tehnologiji senzora tla
Na temelju izvješća Sveučilišta Nebraska iz 2020. godine, samo 12% američkih farmi koristi senzore vlažnosti tla za određivanje rasporeda navodnjavanja. Senzori tla postali su održiviji zbog značajnih poboljšanja u pristupačnosti, jednostavnosti korištenja te mogućnostima obrade i prikaza podataka, ali potreban je veći napredak.
Senzori tla moraju postati isplativiji i interoperabilniji za globalnu primjenu. Postoje mnoge vrste senzora, što rezultira nedostatkom standardizacije i kompatibilnosti.
Mnoge postojeće tehnologije oslanjaju se na vlasničke senzore, što može otežati prilagodbu. Napredak u tehnologiji senzora, poput onog koji je razvio UC Berkeley, pojednostavljuje uvođenje u rad kako bi se omogućilo praćenje podataka u stvarnom vremenu i potaknulo agilno donošenje odluka u svim područjima i tržištima.
Studije slučaja: Uspješna implementacija senzora za tlo
Senzori tla pomažu poljoprivrednicima uštedjeti vodu i novac
Studija Sveučilišta Clemson otkrila je da senzori vlažnosti tla mogu povećati poljoprivrednike'prosječni neto prihod za 20% povećanjem učinkovitosti navodnjavanja na testiranim poljima koja su uzgajala kikiriki, soju ili pamuk.
Više održivih sportskih terena
Sportski objekti također usvajaju senzore za tlo. Stadion Wembley i Citizens Bank Park (dom Philadelphia Philliesa) su među sportskim objektima koji koriste senzore za tlo kako bi održali bujne površine za igru uz maksimiziranje potrošnje vode i energije, prema proizvođaču senzora za tlo Soil Scout.
Budući trendovi u tehnologiji senzora tla
Novi trendovi uključuju nanotehnologiju, s nanočesticama na bazi zlata ili srebra koje povećavaju osjetljivost senzora za detekciju onečišćujućih tvari u tlu poput teških metala.
Senzori obloženi nanospojevima mogli bi pratiti karakteristike tla, a zatim oslobađati hranjive tvari, poput kisika, kao odgovor na fluktuirajuću kvalitetu tla. Drugi izračunavaju bioindikatore, poput broja glista ili raznolikosti mikroorganizama, putem analize DNK kako bi poboljšali mikrobiom tla.
Vrijeme objave: 09.04.2024.