Půdní senzory jsou jedním z řešení, které se osvědčilo v menších měřítcích a mohlo by se stát neocenitelným pro zemědělské účely.
Co jsou to půdní senzory?
Senzory sledují půdní podmínky a umožňují sběr a analýzu dat v reálném čase.Senzory mohou sledovat téměř jakoukoli charakteristiku půdy, jako je DNA rezidentních mikroorganismů, a posunout rovnováhu směrem ke zdravějšímu půdnímu mikrobiomu, zvýšenému výnosu a sníženému využívání zdrojů.
Různé typy senzorů v zemědělství využívají různé metody, jako jsou elektrické signály a měření odrazu světelných vln, aby zjistily základní charakteristiky pole, které mohou transformovat zemědělské operace.
Typy půdních senzorů
Půdní senzory mohou měřit vlastnosti půdy, jako je obsah vlhkosti, teplota, pH, slanost, vlhkost, fotosyntetické záření a bilance živin—hlavně životně důležitý dusík, fosfor a draslík (NPK).
Kromě výhod při hospodaření s plodinami, jako je lepší kvalita zrna a snížené vyplavování živin, mohou půdní senzory informovat o předpovědích týkajících se vodních zdrojů, stability půdy a změny klimatu.
Mezi další případy použití patří plánování zavlažování, hodnocení povodí, mikrobiální ekologické profilování a prevence chorob rostlin.
Výhody použití půdních senzorů
Sledování stavu půdy poskytuje zemědělcům a zahradníkům mnoho výhod, včetně zvýšeného výnosu plodin a vyšší účinnosti zdrojů.IoT, cloudové služby a integrace AI umožňují pěstitelům činit rozhodnutí na základě dat.
Senzory optimalizují používání hnojiv, udržují rostliny zdravé, maximalizují zdroje a minimalizují odtok a vylučování plynů, které napadají životní prostředí.Neustálé sledování také zabraňuje problémům, jako je propuknutí patogenů nebo zhutnění půdy.
Monitorování stavu půdy pomocí půdních senzorů může také optimalizovat využití hnojiv a vody.To'Odhaduje se, že přibližně 30 % dusičnanového hnojiva aplikovaného v USA smývá a kontaminuje vodní zdroje.Dokonce i zkušené zavlažovací systémy mohou dosáhnout až 50% plýtvání vodou a zemědělství je zodpovědné za 70% celosvětové spotřeby sladké vody.Velký vliv by mohla mít schopnost účinně a efektivně doplňovat půdní vlhkost.
Instalace a kalibrace půdních senzorů
Každý senzor bude mít svou vlastní instalační příručku, ale instalace obvykle vyžaduje vykopání díry nebo příkopu v řádku plodin a umístění senzorů do několika hloubek, včetně blízkosti kořenů rostlin.
Na velké ploše osvědčené postupy diktují umístění na místech, která svědčí o zbytku pole nebo typu půdy, které mají být obhospodařovány, v blízkosti zdrojů vody a v přímém kontaktu s půdou (tj. bez vzduchových kapes).Místa senzorů by také měla být označena nebo jinak označena na povrchu, aby nedošlo k náhodnému poškození.
Kromě správné instalace je klíčová kalibrace senzoru.Půdní senzory registrují údaje o vlhkosti půdy jako objemový obsah vody (VWC) a každý typ půdy má svůj vlastní VWC.Senzory půdní vlhkosti mají často různé citlivosti a může být nutné je individuálně kalibrovat.
Odstraňování problémů
K poruchám zařízení může dojít v důsledku elektrických problémů, rušení divokou zvěří nebo nesprávně připojených vodičů.Jakýkoli únik vzduchu do tenzometru způsobí, že bude nespolehlivý.Zajištění správné hloubky instalace a metod hydroizolace může pomoci předejít budoucím problémům.
Mezi běžné techniky odstraňování problémů patří:
Kontrola napájení a obvodů
Čištění senzorů bez použití chemikálií
Provádění pravidelné údržby za účelem výměny poškozených dílů podle výrobce'průvodce opravou
Monitorování stavu půdy
Půdní senzory nabízejí přesnější a efektivnější strategii pro hodnocení stavu půdy.Konvenční hodnocení půdy je ekvivalentem biopsie, která může trvat týdny nebo měsíce v závislosti na vlastnostech půdy.
Měření senzorem je mnohem rychlejší, trvá hodinu nebo dvě na 50 akrů.Senzory zobrazují vše potřebné pro efektivní hospodaření s plodinami, včetně obsahu vody, vodního napětí a přítomnosti organické hmoty—skvělý ukazatel celkového zdraví půdy—bez nutnosti fyzického odstraňování vzorků půdy.
Integrace se systémy řízení farmy
Podle zprávy StartUS Insights jsou půdní senzory nejúčinnější technologií monitorování půdy díky jejich škálovatelnosti, účinnosti a užitečnosti.Kombinace půdních senzorů s dalšími rychle se rozvíjejícími zemědělskými technologiemi, včetně mapování půdy s umělou inteligencí, leteckého zobrazování, automatizovaných robotů pro monitorování půdy, sledovačů emisí, analýzy půdy s rozšířenou realitou, nanotechnologií a integrace blockchainu, může optimalizovat správu farmy.
Výzvy a řešení v technologii půdních senzorů
Na základě zprávy University of Nebraska z roku 2020 používá pouze 12 % amerických farem senzory půdní vlhkosti k určování plánů zavlažování.Půdní senzory se staly životaschopnějšími díky výraznému zlepšení dostupnosti, uživatelské přívětivosti a schopností zpracování a zobrazování dat, ale je zapotřebí dalšího pokroku.
Půdní senzory se musí stát nákladově efektivnějšími a interoperabilnějšími, aby mohly být přijaty po celém světě.Existuje mnoho typů senzorů, což má za následek nedostatek standardizace a kompatibility.
Mnoho stávajících technologií se spoléhá na proprietární senzory, což může ztěžovat přizpůsobení.Pokroky v technologii senzorů, jako jsou ty, které vyvinula UC Berkeley, zjednodušují onboarding, aby poskytovaly živé monitorování dat a podporovaly agilní rozhodování napříč obory a trhy.
Případové studie: Úspěšná implementace půdních senzorů
Půdní senzory pomáhají zemědělcům šetřit vodu a peníze
Studie z Clemsonovy univerzity zjistila, že senzory půdní vlhkosti mohou farmáře zvýšit'průměrný čistý příjem o 20 % zvýšením účinnosti zavlažování na testovaných polích, na kterých se pěstovaly arašídy, sójové boby nebo bavlna.
Více udržitelných sportovišť
Sportoviště také využívají půdní senzory.Stadion Wembley a Citizens Bank Park (domov Philadelphia Phillies) patří podle výrobce půdních senzorů Soil Scout ke sportovním místům, která využívají půdní senzory k udržení svěžích hracích ploch a zároveň maximalizují spotřebu vody a energie.
Budoucí trendy v technologii půdních senzorů
Mezi vznikající trendy patří nanotechnologie s nanočásticemi na bázi zlata nebo stříbra, které zvyšují citlivost senzorů pro detekci látek znečišťujících půdu, jako jsou těžké kovy.
Senzory potažené nano-sloučeninami by mohly sledovat vlastnosti půdy a poté uvolňovat živiny, jako je kyslík, v reakci na kolísající kvalitu půdy.Jiní počítají bioindikátory, jako jsou počty žížal nebo diverzitu mikroorganismů, pomocí analýzy DNA, aby zlepšili půdní mikrobiom.
Čas odeslání: duben-09-2024