Senzori za tlo jedno su rješenje koje je dokazalo svoju vrijednost na manjim razmjerima 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 sve karakteristike tla, poput DNK rezidentnih mikroorganizama, kako bi pomaknuli ravnotežu prema zdravijem mikrobiomu tla, povećanom prinosu i smanjenom korištenju resursa.
Različite vrste senzora u poljoprivredi koriste različite metode, kao što su električni signali i mjerenje refleksije svjetlosnih valova, kako bi se 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, salinitet, vlažnost, fotosintetsko zračenje i ravnoteža hranjivih tvari—uglavnom vitalni dušik, fosfor i kalij (NPK).
Uz njihove prednosti upravljanja usjevima, kao što je bolja kvaliteta zrna i smanjeno ispiranje hranjivih tvari, senzori tla mogu dati informacije o prognozama o vodnim resursima, stabilnosti tla i klimatskim promjenama.
Ostali slučajevi upotrebe uključuju planiranje navodnjavanja, procjene sliva, profiliranje mikrobne ekologije i prevenciju biljnih bolesti.
Prednosti korištenja senzora tla
Praćenje statusa tla pruža mnoge prednosti za poljoprivrednike i vrtlare, uključujući povećani prinos usjeva i poboljšanu učinkovitost resursa.Internet stvari, usluge u oblaku i integracija umjetne inteligencije omogućuju uzgajivačima donošenje odluka na temelju podataka.
Senzori optimiziraju korištenje gnojiva, održavaju biljke zdravima, povećavaju resurse i smanjuju otjecanje i ispuštanje plinova koji napadaju okoliš.Stalno praćenje također sprječava probleme, kao što su izbijanje patogena ili zbijanje tla.
Praćenje stanja tla pomoću senzora tla također može optimizirati korištenje gnojiva i vode.To'Procjenjuje se da približno 30% nitratnog gnojiva primijenjenog u SAD-u ispire i zagađuje izvore vode.Čak i vješti sustavi navodnjavanja mogu doseći gubitak vode do 50%, 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 će imati svoj vlastiti vodič za instalaciju, ali instalacija obično zahtijeva kopanje rupe ili rova unutar reda usjeva i postavljanje senzora na više dubina, uključujući u blizini korijena biljke.
Na velikom području, najbolja praksa nalaže postavljanje na mjesta koja su indikativna za ostatak polja ili tip tla kojim se treba upravljati, u blizini izvora vode i u izravnom kontaktu s tlom (tj. bez zračnih džepova).Mjesta senzora također bi trebala biti označena zastavicama ili na drugi način označena na površini kako bi se izbjeglo slučajno oštećenje.
Uz pravilnu ugradnju, kalibracija senzora je ključna.Senzori tla registriraju podatke o vlažnosti tla kao volumenski sadržaj vode (VWC), a svaka vrsta tla ima svoj VWC.Senzori vlage u tlu često imaju različite osjetljivosti i možda će ih trebati pojedinačno kalibrirati.
Rješavanje problema
Kvarovi opreme mogu se pojaviti zbog električnih problema, smetnji od divljih životinja ili pogrešno spojenih žica.Propuštanje zraka u tenziometar učinit će ga nepouzdanim.Osiguravanje ispravne dubine ugradnje i metoda vodonepropusnosti može pomoći u izbjegavanju budućih problema.
Uobičajene tehnike za rješavanje problema uključuju:
Provjera napajanja i sklopova
Čišćenje senzora bez upotrebe kemikalija
Obavljanje redovitog održavanja radi zamjene oštećenih dijelova prema proizvođaču's vodič za popravak
Praćenje zdravlja tla
Senzori za tlo nude točniju, moderniju strategiju za procjenu zdravlja tla.Konvencionalne procjene tla ekvivalentne su biopsiji, koja može trajati tjednima ili mjesecima, ovisno o svojstvima tla.
Mjerenja senzora daleko su brža, traju sat ili dva po 50 hektara.Senzori prikazuju sve što je potrebno za učinkovito upravljanje usjevima, uključujući sadržaj vode, napetost vode i prisutnost organske tvari—izvrstan pokazatelj ukupnog zdravlja tla—bez potrebe za fizičkim uklanjanjem uzoraka tla.
Integracija sa sustavima upravljanja farmama
Prema izvješću StartUS Insights, senzori tla su najutjecajnija tehnologija za praćenje tla zbog svoje skalabilnosti, učinkovitosti i korisnosti.Kombinacija senzora tla s drugim rastućim poljoprivrednim tehnologijama, uključujući mapiranje tla pomoću umjetne inteligencije, snimanje iz zraka, automatizirane robote za praćenje tla, praćenje emisija, analizu tla proširene stvarnosti, nanotehnologiju i integraciju blokovnog lanca, može optimizirati upravljanje farmom.
Izazovi i rješenja u tehnologiji senzora tla
Na temelju izvješća Sveučilišta u Nebraski iz 2020., samo 12% američkih farmi koristi senzore vlage u tlu za određivanje rasporeda navodnjavanja.Senzori za tlo postali su održiviji zbog značajnih poboljšanja u pristupačnosti, jednostavnosti korištenja i mogućnostima obrade podataka i prikaza, ali potreban je veći napredak.
Senzori tla moraju postati isplativiji i interoperabilniji za globalno usvajanje.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 onih koje je razvio UC Berkeley, pojednostavljuje integraciju kako bi se omogućilo praćenje podataka uživo i promicalo agilno donošenje odluka u svim područjima i tržištima.
Studije slučaja: Uspješna implementacija senzora tla
Senzori tla pomažu poljoprivrednicima uštedjeti vodu i novac
Studija Sveučilišta Clemson otkrila je da senzori vlažnosti tla mogu povećati broj poljoprivrednika'prosječni neto prihod za 20% povećanjem učinkovitosti navodnjavanja na testiranim poljima koja su uzgajala kikiriki, soju ili pamuk.
Održiviji sportski tereni
Sportski objekti također usvajaju senzore tla.Stadion Wembley i Citizens Bank Park (dom Philadelphia Phillies) među sportskim su borilištima koja koriste senzore tla za održavanje bujnih površina za igru uz maksimalnu upotrebu vode i energije, prema proizvođaču senzora tla Soil Scout.
Budući trendovi u tehnologiji senzora tla
Trendovi u nastajanju uključuju nanotehnologiju s nanočesticama na bazi zlata ili srebra koje povećavaju osjetljivost senzora za otkrivanje zagađivača tla poput teških metala.
Senzori obloženi nano-spojevima mogli bi pratiti karakteristike tla i zatim ispuštati hranjive tvari, poput kisika, kao odgovor na fluktuirajuću kvalitetu tla.Drugi izračunavaju bioindikatore, poput broja glista ili raznolikosti mikroorganizama, putem DNK analize, kako bi poboljšali mikrobiom tla.
Vrijeme objave: 9. travnja 2024