Vzhledem k dvojímu problému, kterým je globální nedostatek vody a nízká efektivita využívání vody v zemědělství, tradiční modely zavlažování založené na zkušenostech nebo pevných sekvencích již nejsou udržitelné. Jádrem přesného zavlažování je „dodávka na poptávku“ a přesné vnímání a efektivní přenos „poptávky“ se staly klíčovým úzkým hrdlem. Společnost HONDE hluboce integrovala vysoce přesné senzory půdní vlhkosti s nízkopříkonovou technologií pro sběr a přenos dat LoRaWAN pro širokou oblast, aby uvedla na trh novou generaci inteligentního řešení internetu věcí pro zavlažování. Tento systém s bezprecedentní ekonomickou efektivitou, spolehlivostí a kapacitou pokrytí transformuje rozhodnutí o zavlažování z „hádání“ na „datově řízená“ rozhodnutí založená na skutečných vodních podmínkách na polích a poskytuje tak solidní technický základ pro digitální transformaci zavlažovaného zemědělství.
I. Složení systému: Bezproblémové propojení mezi „tep půdy“ a „rozhodováním v cloudu“
Vrstva vnímání: „Vodní průzkumník“ hluboko v kořenovém systému
Vícehloubkový senzor půdní vlhkosti HONDE: Je umístěn v kořenové vrstvě plodin (například 20 cm, 40 cm, 60 cm) a přesně měří objemový obsah vody v půdě, teplotu a elektrickou vodivost (EC). Jeho data přímo odrážejí „objem pitné vody“ plodin a koncentraci půdního roztoku a slouží jako konečný základ pro řízení zavlažování.
Strategické rozložení bodů: Na základě rozdílů ve struktuře půdy, terénu a mapách výsadby plodin na poli se provádí rozložení založené na mřížce nebo reprezentativní body, které věrně odrážejí prostorové rozložení vody v celém poli.
Transportní vrstva: Rozsáhlá „neviditelná informační superdálnice“
Sběrač dat HONDE LoRa: Je připojen k půdním senzorům a je zodpovědný za sběr dat, jejich balení a bezdrátový přenos. Jeho ultranízká spotřeba energie v kombinaci s malými solárními panely umožňuje nepřetržitý provoz v terénu po dobu 3 až 5 let bez údržby.
Brána LoRaWAN: Jako regionální uzel přijímá data odesílaná všemi sběrateli v okruhu 3 až 15 kilometrů a nahrává je do cloudu prostřednictvím 4G/Ethernetu. Jedna brána dokáže snadno pokrýt tisíce nebo dokonce desítky tisíc akrů zemědělské půdy a náklady na nasazení sítě jsou extrémně nízké.
Vrstva rozhodování a provádění: Inteligentní uzavřená smyčka od dat k akci
Cloudový systém pro rozhodování o zavlažování: Platforma automaticky vypočítává požadavky na zavlažování na základě dat o vlhkosti půdy v reálném čase, typů plodin a fází růstu a meteorologických požadavků na odpařování (které lze integrovat) a generuje předpisy pro zavlažování.
Diverzifikovaná řídicí rozhraní: Prostřednictvím API nebo protokolů internetu věcí může flexibilně ovládat různá zavlažovací zařízení, jako jsou centrální otočné postřikovací systémy, solenoidové ventily kapkové závlahy a čerpací stanice, a dosahovat tak přesného výkonu z hlediska načasování, množství a zón.
II. Technické výhody: Proč LoRaWAN + senzor půdní vlhkosti?
Ultra dlouhé vzdálenosti a silné pokrytí: Technologie LoRa má značné komunikační výhody v otevřené zemědělské půdě s dlouhou přenosovou vzdáleností na jeden skok, což dokonale řeší problém pokrytí signálem ve velkých oblastech zemědělské půdy bez nutnosti drahého reléového zařízení.
Extrémně nízká spotřeba energie a provozní a údržbové náklady: Senzorové uzly jsou po většinu času v „spánkovém“ stavu a probouzejí se pouze několikrát denně k odeslání dat, což umožňuje stabilní provoz solárního systému i za trvalého deštivého počasí, dosahuje se téměř „nulové spotřeby energie“ a „nulové kabeláže“ a výrazně se snižují celkové náklady na vlastnictví.
Vysoká hustota a velká kapacita: Síť LoRaWAN podporuje masivní přístup k terminálům, což umožňuje rozmístění senzorů v terénu v rozumné hustotě, čímž přesně charakterizuje prostorové kolísání půdní vlhkosti a pokládá základy pro variabilní zavlažování.
Vynikající spolehlivost: Pracuje v nelicencovaném frekvenčním pásmu Sub-GHz, má silnou odolnost proti rušení a dobrou penetraci signálu a dokáže stabilně zvládat složité prostředí, jako jsou změny porostu a srážky během vegetačního období plodin.
Iii. Základní scénáře použití a strategie přesného zavlažování
Automatické zavlažování spouštěné prahovou hodnotou
Strategie: Nastavte horní a dolní limity pro obsah vlhkosti půdy pro různé plodiny a v různých fázích růstu. Když senzor detekuje, že obsah vlhkosti je pod dolní limitní hodnotou, systém automaticky vydá povel k otevření zavlažovacího ventilu v odpovídající oblasti. Po dosažení horní limitu se ventil automaticky uzavře.
Hodnota: Zajistit, aby obsah vlhkosti v kořenové zóně plodin byl vždy udržován v ideálním rozmezí, vyhnout se suchu a záplavám a dosáhnout „doplňování vody na vyžádání“, což může ušetřit v průměru 25–40 % vody.
2. Variabilní zavlažování založené na prostorové variabilitě
Strategie: Analýzou dat z mřížkově uspořádaných senzorů vygenerovat mapu prostorového rozložení půdní vlhkosti na poli. Na základě toho systém řídí zavlažovací zařízení s variabilními funkcemi (například centrální otočné stroje VRI) tak, aby více zavlažovalo v suchých oblastech a méně nebo vůbec ve vlhkých oblastech.
Hodnota: Výrazně zvyšuje rovnoměrnost zavlažování celého pole, eliminuje „nedostatek“ výnosu způsobený nerovnoměrnou texturou půdy, dosahuje vyváženého zvýšení produkce při současné úspoře vody a zlepšuje účinnost využívání vody o více než 30 %.
3. Integrované inteligentní hospodaření s vodou a hnojivy
Strategie: Kombinace dat ze senzorů EC v půdě pro sledování změn slanosti půdy po zavlažování. Během zavlažování se na základě požadavků plodin na živiny a hodnoty EC v půdě přesně řídí poměr a načasování aplikace hnojiv, aby se dosáhlo „propojení vody a hnojiva“.
Hodnota: Zabraňuje poškození solemi a vyplavování živin způsobenému nadměrným hnojením, zvyšuje míru využití hnojiv o 20–30 % a chrání zdraví půdy.
4. Hodnocení výkonnosti a optimalizace závlahových systémů
Strategie: Průběžné sledování dynamických změn půdní vlhkosti v různých hloubkách před, během a po zavlažování může přesně posoudit hloubku infiltrace, rovnoměrnost a účinnost závlahové vody.
Hodnota: Diagnostika problémů existujících v závlahovém systému (jako jsou ucpané trysky, netěsnosti potrubí a nevhodný návrh) a průběžná optimalizace závlahového systému pro dosažení štíhlého řízení samotného závlahového systému.
Iv. Zásadní změny, které systém přinesl
Od „zavlažování včas“ k „zavlažování dle potřeby“: Základ pro rozhodování se mění z kalendářního času na skutečné fyziologické potřeby plodin, čímž se dosahuje optimální alokace vodních zdrojů.
Od „manuální kontroly“ k „vzdálenému vnímání“: Manažeři mohou mít komplexní přehled o stavu půdní vlhkosti na všech polích prostřednictvím mobilních telefonů nebo počítačů, což výrazně snižuje náročnost práce a zlepšuje efektivitu řízení.
Od „rovnoměrného zavlažování“ k „přesným proměnným“: Uznání a řízení prostorové heterogenity v terénu s cílem posunout zavlažování z extenzivního na přesné je v souladu s podstatou moderního precizního zemědělství.
Od „jediného cíle ochrany vody“ k „synergii více cílů – zvýšení produkce, zlepšení kvality a ochrany životního prostředí“: Zajišťuje optimální stav vody v plodinách pro podporu zvýšené produkce a zlepšení kvality, zároveň snižuje hluboký průsak a odtok a snižuje riziko znečištění z bodových zdrojů v zemědělství.
V. Empirický případ: Zázrak úspory vody a zvýšení produkce založený na datech
Na 850akrové farmě s kruhovým zavlažováním na americkém středozápadě nasadili manažeři síť pro monitorování půdní vlhkosti HONDE LoRaWAN a propojili ji se systémem VRI centrálního otočného zavlažovače. Po jednom vegetačním období provozu systému se zjistilo, že v důsledku nerovnoměrné písčitosti půdy mělo přibližně 30 % plochy pole extrémně nízkou schopnost zadržovat vodu.
Tradiční model: Rovnoměrné zavlažování celé oblasti, nedostatek vody v suchých oblastech a hluboký průsak vody v písčitých oblastech.
Inteligentní variabilní režim: Systém dává postřikovači povel k automatickému snížení objemu rozstřikované vody při průchodu písčitými oblastmi a jeho zvýšení při průchodu oblastmi se špatnou schopností zadržování vody.
Výsledek: Navzdory 22% snížení celkové spotřeby závlahové vody během celého vegetačního období se průměrný výnos kukuřice na poli zvýšil o 8 %, protože byly eliminovány „body snížení výnosu“ způsobené stresem ze sucha. Přímé ekonomické výhody plynoucí z úspory vody a zvýšení produkce samy o sobě umožnily plnou návratnost investice do systému během jednoho roku.
Závěr
Budoucnost zavlažovaného zemědělství bude nepochybně budoucností poháněnou datovou inteligencí. Inteligentní systém monitorování půdní vlhkosti od společnosti HONDE, založený na LoRaWAN, se svými vynikajícími výhodami, jako je široké pokrytí, nízká spotřeba energie, vysoká spolehlivost a snadné nasazení, úspěšně vyřešil klíčové problémy „nepřesného měření, neschopnosti zpětného přenosu a neschopnosti přesné regulace“ při rozsáhlém zavádění přesného zavlažování. Je to jako proplétání „neuronové sítě“ pro zemědělskou půdu, která snímá puls vody, což umožňuje každé kapce vody pohybovat se podle potřeby a být přesně dodávána. Nejedná se pouze o technologickou inovaci, ale také o paradigmatickou revoluci v řízení zavlažování. Znamená to, že zemědělská produkce se oficiálně přesunula od spoléhání se na přirozené srážky a rozsáhlé závlahy k éře inteligentního a přesného zavlažování založeného na datech o půdě v reálném čase v celém regionu, což poskytuje replikovatelné a škálovatelné moderní řešení pro zajištění globální vodní a potravinové bezpečnosti.
O společnosti HONDE: Jako aktivní zastánce zemědělského internetu věcí a inteligentní ochrany vodních zdrojů se společnost HONDE věnuje integraci nejvhodnějších komunikačních technologií s přesnými zemědělskými senzory, aby zákazníkům poskytovala komplexní inteligentní zavlažovací řešení od vnímání, přenosu až po rozhodování a realizaci. Pevně věříme, že posílení každé kapky vody daty je nejúčinnějším způsobem, jak dosáhnout udržitelného rozvoje zemědělství.
Pro více informací o půdních senzorech kontaktujte společnost Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Čas zveřejnění: 15. prosince 2025