Сензори за земљиште су једно решење које је доказало своју вредност на мањим размерама и могло би постати непроцењиво за пољопривредне сврхе.
Шта су сензори за земљиште?
Сензори прате стање земљишта, омогућавајући прикупљање и анализу података у реалном времену. Сензори могу да прате скоро сваку карактеристику земљишта, попут ДНК резиденцијалних микроорганизама, како би померили равнотежу ка здравијем микробиому земљишта, повећаном приносу и смањеној употреби ресурса.
Различите врсте сензора у пољопривреди користе различите методе, као што су електрични сигнали и мерење рефлексије светлосних таласа, како би утврдиле битне карактеристике поља које могу трансформисати пољопривредне операције.
Врсте сензора за тло
Сензори за земљиште могу да мере карактеристике земљишта као што су садржај влаге, температура, pH вредност, салинитет, влажност, фотосинтетско зрачење и равнотежа хранљивих материја.—углавном витални азот, фосфор и калијум (NPK).
Поред предности у управљању усевима, као што су бољи квалитет зрна и смањено испирање хранљивих материја, сензори за земљиште могу да информишу прогнозе у вези са водним ресурсима, стабилности земљишта и климатским променама.
Други случајеви употребе укључују заказивање наводњавања, процене сливова, профилисање микробиолошке екологије и превенцију биљних болести.
Предности коришћења сензора за земљиште
Праћење стања земљишта пружа многе предности пољопривредницима и баштованима, укључујући повећан принос усева и побољшану ефикасност ресурса. Интернет ствари, услуге у облаку и интеграција вештачке интелигенције омогућавају произвођачима да доносе одлуке засноване на подацима.
Сензори оптимизују употребу ђубрива, одржавају биљке здравим, максимизирају ресурсе и минимизирају отицање и испуштање гасова који нападају животну средину. Стално праћење такође спречава проблеме, као што су појава патогена или сабијање земљишта.
Праћење стања земљишта помоћу сензора за земљиште такође може оптимизовати употребу ђубрива и воде.'Процењује се да се приближно 30% нитратних ђубрива која се примењују у САД испира и загађује изворе воде. Чак и вешти системи за наводњавање могу достићи и до 50% губитка воде, а пољопривреда је одговорна за 70% глобалне потрошње слатке воде. Способност ефикасног и ефективног обнављања влаге у земљишту могла би имати велики утицај.
Инсталирање и калибрација сензора за тло
Сваки сензор ће имати свој водич за инсталацију, али инсталација обично захтева копање рупе или рова унутар реда усева и постављање сензора на више дубина, укључујући и близу корена биљке.
На великој површини, најбоље праксе налажу постављање на места која указују на остатак поља или тип земљишта којим се управља, близу емитера воде и у директном контакту са земљиштем (тј. без ваздушних џепова). Локације сензора такође треба да буду означене заставицом или на други начин означене на површини како би се избегла случајна оштећења.
Поред правилне инсталације, кључна је калибрација сензора. Сензори за влажност земљишта региструју податке о влажности земљишта као запремински садржај воде (VWC), а свака врста земљишта има свој VWC. Сензори за влажност земљишта често имају различиту осетљивост и можда ће бити потребно да се калибришу појединачно.
Решавање проблема
Кварови опреме могу се десити због електричних проблема, сметњи од дивљих животиња или погрешно повезаних жица. Свако цурење ваздуха у тензиометар учиниће га непоузданим. Обезбеђивање исправне дубине инсталације и метода хидроизолације може помоћи у избегавању будућих проблема.
Уобичајене технике решавања проблема укључују:
Провера напајања и електричних кола
Чишћење сензора без употребе хемикалија
Редовно одржавање ради замене оштећених делова према упутствима произвођача'водич за поправку
Праћење здравља земљишта
Сензори за земљиште нуде прецизнију, ефикаснију стратегију за процену здравља земљишта. Конвенционалне процене земљишта су еквивалентне биопсији, која може трајати недељама или месецима, у зависности од својстава земљишта.
Мерења сензорима су далеко бржа, трају сат или два по 50 хектара. Сензори приказују све што је потребно за ефикасно управљање усевима, укључујући садржај воде, притисак воде и присуство органске материје.—одличан показатељ општег здравља земљишта—без потребе за физичким уклањањем узорака земљишта.
Интеграција са системима за управљање фармама
Према извештају StartUS Insights, сензори за земљиште су најутицајнија технологија за праћење земљишта због своје скалабилности, ефикасности и корисности. Комбиновање сензора за земљиште са другим растућим пољопривредним технологијама, укључујући мапирање земљишта засновано на вештачкој интелигенцији, снимање из ваздуха, аутоматизоване роботе за праћење земљишта, праћење емисија, анализу земљишта помоћу проширене стварности, нанотехнологију и интеграцију блокчејна, може оптимизовати управљање фармама.
Изазови и решења у технологији сензора за земљиште
На основу извештаја Универзитета у Небраски из 2020. године, само 12% америчких фарми користи сензоре влажности земљишта за одређивање распореда наводњавања. Сензори за земљиште су постали практичнији захваљујући значајним побољшањима у приступачности, једноставности коришћења и могућностима обраде и приказивања података, али је потребан додатни напредак.
Сензори за земљиште морају постати исплативији и интероперабилнији за глобално усвајање. Постоји много врста сензора, што резултира недостатком стандардизације и компатибилности.
Многе постојеће технологије се ослањају на власничке сензоре, што може отежати прилагођавање. Напредак у сензорској технологији, попут оног који је развио Универзитет Калифорније у Берклију, поједностављује увођење у систем како би се обезбедило праћење података уживо и промовисало агилно доношење одлука у различитим областима и на различитим тржиштима.
Студије случаја: Успешна имплементација сензора за земљиште
Сензори за тло помажу пољопривредницима да уштеде воду и новац
Студија Универзитета Клемсон открила је да сензори влажности земљишта могу повећати пољопривреднике'просечан нето приход за 20% повећањем ефикасности наводњавања на тестираним пољима која су узгајала кикирики, соју или памук.
Више одрживих спортских терена
Спортски објекти такође усвајају сензоре за тло. Стадион Вембли и Ситизенс Банк Парк (дом Филаделфија Филиса) су међу спортским објектима који користе сензоре за тло како би одржали бујне површине за игру, уз максимално коришћење воде и енергије, према произвођачу сензора за тло, компанији Соил Скаут.
Будући трендови у технологији сензора за земљиште
Нови трендови укључују нанотехнологију, са наночестицама на бази злата или сребра које повећавају осетљивост сензора за детекцију загађивача земљишта попут тешких метала.
Сензори обложени нано-једињењима могли би да прате карактеристике земљишта, а затим ослобађају хранљиве материје, попут кисеоника, као одговор на променљиве промене у квалитету земљишта. Други израчунавају биоиндикаторе, попут броја глиста или разноликости микроорганизама, путем анализе ДНК, како би побољшали микробиом земљишта.
Време објаве: 09. април 2024.