Како глобална популација расте, а климатске промене се интензивирају, пољопривреда се суочава са невиђеним изазовима. Да би се побољшали приноси усева и ефикасност ресурса, технологија прецизне пољопривреде се брзо развија. Међу њима, сензор за земљиште, као једна од основних технологија прецизне пољопривреде, предводи револуцију у пољопривредној производњи. Недавно је низ нових сензора за земљиште привукао широку пажњу у области пољопривреде, а ови сензори су постали важан алат за модерно управљање пољопривредом са својим високопрецизним, реалновременским и интелигентним карактеристикама.
Врсте сензора за тло и њихови специфични принципи рада:
1. Сензор влажности земљишта
Како функционише:
Капацитивни сензор влажности земљишта: Овај сензор користи промене диелектричне константе земљишта за мерење влаге. Садржај влаге у земљишту утиче на његову диелектричну константу, а када се влажност земљишта промени, промениће се и вредност капацитивности сензора. Мерењем промене капацитивности може се закључити влажност земљишта.
Отпорни сензор влажности земљишта: Овај сензор процењује влажност мерењем вредности отпора земљишта. Што је већи садржај влаге у земљишту, то је нижа вредност отпора. Влажност земљишта се одређује уграђивањем две електроде у сензор и мерењем вредности отпора између електрода.
Рефлектометрија у временском домену (TDR) и рефлектометрија у фреквентном домену (FDR): Ове методе одређују влажност земљишта емитовањем електромагнетних таласа и мерењем њиховог времена путовања кроз земљиште. TDR мери време рефлексије електромагнетног таласа, док FDR мери промену фреквенције електромагнетног таласа.
2. Сензор температуре земљишта
Како функционише:
Сензори температуре земљишта обично користе термисторе или термопарове као елементе за мерење температуре. Вредност отпора термистора се мења са температуром, а температура земљишта се може израчунати мерењем промене вредности отпора. Термопарови мере температуру користећи електромоторну силу температурне разлике између два различита метала.
3. Сензор хранљивих материја у земљишту
Како функционише:
Електрохемијски сензор: Овај сензор детектује садржај хранљивих материја мерењем електрохемијске активности јона у земљишту. На пример, сензори нитрата могу одредити количину азота у земљишту мерењем електрохемијске реакције јона нитрата.
Оптички сензори: Користе спектралну анализу за детекцију садржаја хранљивих материја мерењем апсорпције или рефлексије одређених таласних дужина светлости у земљишту. На пример, сензори блиске инфрацрвене спектроскопије (NIR) могу анализирати садржај органске материје и минерала у земљишту.
Јон-селективна електрода (ISE): Овај сензор одређује концентрацију одређеног јона мерењем његове потенцијалне разлике. На пример, калијум-селективне електроде могу мерити концентрацију калијум-јона у земљишту.
4. Сензор pH вредности земљишта
Како функционише:
Сензори pH вредности земљишта обично користе стаклене електроде или електроде од металних оксида. Стаклена електрода одређује pH мерењем концентрације водоничних јона (H+). Металне оксидне електроде користе електрохемијску реакцију између металних оксида и водоничних јона за мерење pH вредности.
Ови сензори мере потенцијалну разлику између електрода тако што долазе у контакт са раствором земљишта, чиме одређују pH вредност земљишта.
5. Сензор проводљивости
Како функционише:
Сензори проводљивости одређују садржај соли у раствору земљишта мерењем његове способности да проводи електрицитет. Што је већа концентрација јона у раствору земљишта, то је већа проводљивост. Сензор израчунава вредност проводљивости применом напона између две електроде и мерењем величине струје.
6. Сензор REDOX потенцијала (ORP)
Како функционише:
ORP сензори мере REDOX потенцијал земљишта и одражавају REDOX стање земљишта. Сензор одређује ORP мерењем потенцијалне разлике између платинске електроде и референтне електроде. ORP вредности могу одражавати присуство оксидујућих или редукујућих супстанци у земљишту.
Сценарио примене
Прецизна пољопривреда: Сензори за земљиште могу пратити различите параметре земљишта у реалном времену, помажући пољопривредницима са прецизним наводњавањем, ђубрењем и управљањем земљиштем како би побољшали принос и квалитет усева.
Праћење животне средине: У пројектима еколошке рестаурације и заштите животне средине, сензори за земљиште могу пратити здравље земљишта, проценити обим загађења и ефикасност санације.
Озелењавање градова: У озелењавању градова и управљању баштама, сензори могу пратити влажност земљишта и садржај хранљивих материја како би се осигурао здрав раст биљака.
Прецизно праћење: Стање земљишта је под контролом
Сензори земљишта могу да прате различите параметре земљишта у реалном времену, укључујући влагу, температуру, садржај хранљивих материја (као што су азот, фосфор, калијум итд.) и pH вредност. Ови подаци су од виталног значаја за пољопривреднике јер директно утичу на раст и принос усева. Традиционалне методе детекције земљишта често захтевају ручно узорковање и лабораторијску анализу, што не само да одузима много времена, већ и не пружа податке у реалном времену. Нови сензор земљишта је у стању да континуирано прати стање земљишта 24 сата дневно и преноси податке на паметни телефон или платформу за управљање пољопривредом пољопривредника.
На пример, једна велика фарма на периферији Јужне Кореје недавно је инсталирала више сензора за земљиште. Фармер Ли је рекао: „Раније смо се могли ослонити само на искуство да проценимо када треба заливати и ђубрити, али сада, уз помоћ ових сензора, можемо доносити научније одлуке на основу података у реалном времену.“ Ово не само да повећава приносе усева, већ и штеди воду и ђубриво.
Интелигентно управљање: камен темељац прецизне пољопривреде
Интелигентна функција сензора за земљиште је једна од главних предности. У комбинацији са технологијом Интернета ствари (IoT), сензори могу да преносе прикупљене податке у реалном времену на облачну платформу ради анализе и обраде. Пољопривредници могу даљински пратити стање земљишта путем мобилне апликације или рачунарске платформе и користити резултате анализе података за прецизно наводњавање и ђубрење.
Поред тога, неки напредни сензори за земљиште имају функције аутоматске контроле. На пример, када сензор детектује да је влажност земљишта испод подешене вредности, систем за наводњавање може аутоматски почети са заливањем; када садржај хранљивих материја није довољан, одговарајућа количина ђубрива може се аутоматски испустити. Ова метода аутоматског управљања не само да побољшава ефикасност пољопривредне производње, већ и смањује ручне интервенције и трошкове рада.
Заштита животне средине: гаранција одрживог развоја
Примена сензора за земљиште не само да помаже у побољшању приноса усева, већ има и важан значај за заштиту животне средине. Прецизним праћењем и научним управљањем, пољопривредници могу избећи прекомерно ђубрење и наводњавање, чиме се смањује употреба ђубрива и воде, и смањује загађење земљишта и водних ресурса.
На пример, у неким развијеним земљама, сензори за земљиште се широко користе у органској и еколошкој пољопривреди. Кроз научно управљање, ове фарме не само да побољшавају квалитет и принос пољопривредних производа, већ и штите еколошку средину и постижу одрживи развој.
Широки сценарији примене
Сценарији примене сензора за земљиште су веома широки, нису ограничени само на пољске усеве, већ укључују и садњу у пластеницима, воћњаке, винограде итд. У пластеничкој производњи, сензори могу помоћи пољопривредницима да прецизно контролишу температуру, влажност и снабдевање хранљивим материјама, стварајући најбоље окружење за узгој. У воћњацима и виноградима, сензори могу пратити pH вредност земљишта и садржај хранљивих материја, помажући пољопривредницима у научном побољшању земљишта и ђубрењу.
Поред тога, сензори за земљиште могу се применити и у урбаном озелењавању, управљању баштама и еколошкој обнови. У урбаном озелењавању, на пример, сензори могу помоћи менаџерима да прате влажност земљишта и садржај хранљивих материја како би се осигурао здрав раст биљака.
Будући изгледи
Како технологија буде настављала да напредује, сензори за земљиште ће постати интелигентнији и мултифункционалнији. У будућности, сензори би могли бити комбиновани са технологијом вештачке интелигенције (ВИ) како би се омогућило напредније аутоматизовано управљање и подршка у доношењу одлука. На пример, ВИ системи могу предвидети тренд раста усева на основу података о земљишту и временских прогноза и пружити најбољи план садње.
Поред тога, трошкови сензора за земљиште такође опадају, што их чини широко коришћеним у земљама у развоју и на малим фармама. Са популаризацијом технологије прецизне пољопривреде, сензори за земљиште ће постати неопходан део модерног управљања пољопривредом, пружајући важну гаранцију за одрживи развој глобалне пољопривреде.
Закључак
Појава сензора за земљиште означава нови ниво технологије прецизне пољопривреде. Она не само да побољшава ефикасност и принос пољопривредне производње, већ пружа и нова решења за заштиту животне средине и одрживи развој. Са континуираним иновацијама технологије и сталним ширењем сценарија примене, сензори за земљиште ће играти већу улогу у будућности, доносећи већу погодност и сигурност нашој пољопривредној производњи и животу.
За више информација о сензорима за тло,
Молимо контактирајте Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сајт компаније:www.hondetechco.com
Време објаве: 16. јануар 2025.