Rajče (Solanum lycopersicum L.) patří mezi vysoce hodnotné plodiny na světovém trhu a pěstuje se převážně zavlažované. Produkci rajčat často brzdí nepříznivé podmínky, jako je klima, půda a vodní zdroje. Po celém světě byly vyvinuty a instalovány senzorové technologie, které pomáhají zemědělcům posoudit pěstební podmínky, jako je dostupnost vody a živin, pH půdy, teplota a topologie.
Faktory spojené s nízkou produktivitou rajčat. Poptávka po rajčatech je vysoká jak na trzích čerstvé spotřeby, tak i na trzích průmyslové (zpracovatelské) produkce. Nízké výnosy rajčat jsou pozorovány v mnoha zemědělských odvětvích, například v Indonésii, která se do značné míry drží tradičních zemědělských systémů. Zavedení technologií, jako jsou aplikace a senzory založené na internetu věcí (IoT), výrazně zvýšilo výnosy různých plodin, včetně rajčat.
Nedostatečné využívání heterogenních a moderních senzorů v důsledku nedostatečných informací vede také k nízkým výnosům v zemědělství. Moudré hospodaření s vodou hraje důležitou roli v prevenci neúrody, zejména na plantážích rajčat.
Půdní vlhkost je dalším faktorem, který ovlivňuje výnos rajčat, protože je nezbytná pro přenos živin a dalších sloučenin z půdy do rostliny. Udržování teploty rostliny je důležité, protože ovlivňuje zralost listů a plodů.
Optimální vlhkost půdy pro rostliny rajčat je mezi 60 % a 80 %. Ideální teplota pro maximální produkci rajčat je mezi 24 a 28 stupni Celsia. Nad tímto teplotním rozmezím je růst rostlin a vývoj květů a plodů neoptimální. Pokud půdní podmínky a teploty výrazně kolísají, růst rostlin bude pomalý a zakrnělý a rajčata budou dozrávat nerovnoměrně.
Senzory používané při pěstování rajčat. Pro přesné hospodaření s vodními zdroji bylo vyvinuto několik technologií, založených především na technikách proximálního a dálkového průzkumu Země. Pro stanovení obsahu vody v rostlinách se používají senzory, které posuzují fyziologický stav rostlin a jejich prostředí. Například senzory založené na terahertzovém záření v kombinaci s měřením vlhkosti dokáží určit velikost tlaku na lopatku.
Senzory používané ke stanovení obsahu vody v rostlinách jsou založeny na řadě přístrojů a technologií, včetně elektrické impedanční spektroskopie, spektroskopie blízké infračervené oblasti (NIR), ultrazvukové technologie a technologie listových svorek. Senzory půdní vlhkosti a senzory vodivosti se používají k určení struktury půdy, slanosti a vodivosti.
Senzory vlhkosti a teploty půdy a také automatický zavlažovací systém. Pro dosažení optimálního výnosu rajčata potřebují řádný zavlažovací systém. Rostoucí nedostatek vody ohrožuje zemědělskou produkci a potravinovou bezpečnost. Použití účinných senzorů může zajistit optimální využití vodních zdrojů a maximalizovat výnosy plodin.
Senzory půdní vlhkosti odhadují vlhkost půdy. Nedávno vyvinuté senzory půdní vlhkosti obsahují dvě vodivé destičky. Když jsou tyto destičky vystaveny vodivému médiu (například vodě), elektrony z anody migrují ke katodě. Tento pohyb elektronů vytvoří elektrický proud, který lze detekovat pomocí voltmetru. Tento senzor detekuje přítomnost vody v půdě.
V některých případech jsou půdní senzory kombinovány s termistory, které dokáží měřit teplotu i vlhkost. Data z těchto senzorů jsou zpracovávána a generují jednovodičový obousměrný výstup, který je odesílán do automatického proplachovacího systému. Když data o teplotě a vlhkosti dosáhnou určitých prahových hodnot, vodní čerpadlo se automaticky zapne nebo vypne.
Bioristor je bioelektronický senzor. Bioelektronika se používá k řízení fyziologických procesů rostlin a jejich morfologických charakteristik. Nedávno byl vyvinut in vivo senzor založený na organických elektrochemických tranzistorech (OECT), běžně označovaných jako biorezistory. Senzor byl použit při pěstování rajčat k posouzení změn ve složení rostlinné mízy proudící v xylému a floému rostoucích rostlin rajčat. Senzor pracuje v reálném čase uvnitř těla, aniž by zasahoval do fungování rostliny.
Protože biorezistor lze implantovat přímo do stonků rostlin, umožňuje in vivo pozorování fyziologických mechanismů spojených s pohybem iontů v rostlinách za stresových podmínek, jako je sucho, slanost, nedostatečný tlak par a vysoká relativní vlhkost. Biostor se také používá k detekci patogenů a hubení škůdců. Senzor se také používá k monitorování stavu vody v rostlinách.
Čas zveřejnění: 1. srpna 2024