Senzori za tlo su jedno rješenje koje je dokazalo svoju vrijednost na manjim skalama i moglo bi postati neprocjenjivo za poljoprivredne svrhe.
Šta su senzori tla?
Senzori prate stanje tla, omogućavajući prikupljanje i analizu podataka u realnom vremenu. Senzori mogu pratiti gotovo svaku karakteristiku tla, poput DNK rezidentnih mikroorganizama, kako bi se ravnoteža pomjerila prema zdravijem mikrobiomu tla, povećanju prinosa i smanjenju korištenja resursa.
Različite vrste senzora u poljoprivredi koriste različite metode, poput električnih signala i mjerenja refleksije svjetlosnih valova, kako bi utvrdile bitne karakteristike polja koje mogu transformirati poljoprivredne operacije.
Vrste senzora tla
Senzori tla mogu mjeriti karakteristike tla kao što su sadržaj vlage, temperatura, pH, salinitet, vlažnost, fotosintetsko zračenje i ravnoteža hranjivih tvari.—uglavnom vitalni dušik, fosfor i kalij (NPK).
Pored prednosti u upravljanju usjevima, kao što su bolji kvalitet zrna i smanjeno ispiranje hranjivih tvari, senzori tla mogu pružiti informacije o prognozama vezanim za vodne resurse, stabilnost zemljišta i klimatske promjene.
Drugi slučajevi upotrebe uključuju planiranje navodnjavanja, procjene slivova, profiliranje mikrobne ekologije i prevenciju biljnih bolesti.
Prednosti korištenja senzora za tlo
Praćenje stanja tla pruža mnoge prednosti poljoprivrednicima i vrtlarima, uključujući povećani prinos usjeva i poboljšanu efikasnost resursa. Internet stvari (IoT), usluge u oblaku i integracija umjetne inteligencije omogućavaju uzgajivačima da donose odluke na osnovu podataka.
Senzori optimiziraju upotrebu gnojiva, održavaju biljke zdravim, maksimiziraju resurse i minimiziraju otjecanje i ispuštanje plinova koji napadaju okoliš. Stalno praćenje također sprječava probleme, poput izbijanja patogena ili zbijanja tla.
Praćenje stanja tla pomoću senzora za tlo također može optimizirati upotrebu gnojiva i vode.'Procijenjeno je da se otprilike 30% nitratnih gnojiva primijenjenih u SAD-u ispire i zagađuje izvore vode. Čak i vješti sistemi za navodnjavanje mogu dostići i do 50% rasipanja vode, a poljoprivreda je odgovorna za 70% globalne potrošnje slatke vode. Sposobnost efikasnog i efektivnog obnavljanja vlage u tlu mogla bi imati veliki utjecaj.
Instaliranje i kalibracija senzora tla
Svaki senzor će imati svoj vodič za instalaciju, ali instalacija obično zahtijeva kopanje rupe ili rova unutar reda usjeva i postavljanje senzora na više dubina, uključujući i blizu korijena biljke.
Na velikoj površini, najbolje prakse nalažu postavljanje senzora na mjesta koja ukazuju na ostatak polja ili tip tla kojim se upravlja, u blizini emitera vode i u direktnom kontaktu sa tlom (tj. bez zračnih džepova). Mjesta senzora također trebaju biti označena zastavicom ili na drugi način označena na površini kako bi se izbjegla slučajna oštećenja.
Pored pravilne instalacije, ključna je i kalibracija senzora. Senzori tla registruju podatke o vlažnosti tla kao volumetrijski sadržaj vode (VWC), a svaka vrsta tla ima svoj vlastiti VWC. Senzori vlažnosti tla često imaju različitu osjetljivost i možda će ih trebati pojedinačno kalibrirati.
Rješavanje problema
Kvarovi opreme mogu se dogoditi zbog električnih problema, smetnji od divljih životinja ili pogrešno spojenih žica. Svako propuštanje zraka u tenziometar učinit će ga nepouzdanim. Osiguravanje ispravne dubine instalacije i metoda hidroizolacije može pomoći u izbjegavanju budućih problema.
Uobičajene tehnike rješavanja problema uključuju:
Provjera napajanja i strujnih krugova
Čišćenje senzora bez upotrebe hemikalija
Obavljanje redovnog održavanja radi zamjene oštećenih dijelova prema uputama proizvođača'vodič za popravku
Praćenje zdravlja tla
Senzori tla nude precizniju i efikasniju strategiju za procjenu zdravlja tla. Konvencionalne procjene tla su ekvivalent biopsije, koja može trajati sedmicama ili mjesecima, ovisno o svojstvima tla.
Mjerenja senzora su mnogo brža, traju sat ili dva po 50 hektara. Senzori prikazuju sve što je potrebno za efikasno upravljanje usjevima, uključujući sadržaj vode, pritisak vode i prisustvo organske materije.—odličan pokazatelj ukupnog zdravlja tla—bez potrebe za fizičkim uklanjanjem uzoraka tla.
Integracija sa sistemima za upravljanje farmama
Prema izvještaju StartUS Insights, senzori tla su najuticajnija tehnologija za praćenje tla zbog svoje skalabilnosti, efikasnosti i korisnosti. Kombinovanje senzora tla s drugim rastućim poljoprivrednim tehnologijama, uključujući mapiranje tla pokretano umjetnom inteligencijom, snimanje iz zraka, automatizovane robote za praćenje tla, uređaje za praćenje emisija, analizu tla u proširenoj stvarnosti, nanotehnologiju i integraciju blockchaina, može optimizirati upravljanje farmom.
Izazovi i rješenja u tehnologiji senzora tla
Na osnovu izvještaja Univerziteta u Nebraski iz 2020. godine, samo 12% američkih farmi koristi senzore vlažnosti tla za određivanje rasporeda navodnjavanja. Senzori tla postali su održiviji zbog značajnih poboljšanja u pristupačnosti, jednostavnosti korištenja te mogućnostima obrade i prikaza podataka, ali je potreban veći napredak.
Senzori za tlo moraju postati isplativiji i interoperabilniji za globalnu primjenu. Postoje mnoge vrste senzora, što rezultira nedostatkom standardizacije i kompatibilnosti.
Mnoge postojeće tehnologije oslanjaju se na vlasničke senzore, što može otežati prilagođavanje. Napredak u tehnologiji senzora, poput onog koji je razvio UC Berkeley, pojednostavljuje uvođenje u rad kako bi se omogućilo praćenje podataka u stvarnom vremenu i promoviralo agilno donošenje odluka u različitim oblastima i tržištima.
Studije slučaja: Uspješna implementacija senzora za tlo
Senzori za tlo pomažu poljoprivrednicima da uštede vodu i novac
Studija Univerziteta Clemson otkrila je da senzori vlažnosti tla mogu povećati poljoprivrednike'prosječni neto prihod za 20% povećanjem efikasnosti navodnjavanja na testiranim poljima koja su uzgajala kikiriki, soju ili pamuk.
Više održivih sportskih terena
Sportski objekti također usvajaju senzore za tlo. Stadion Wembley i Citizens Bank Park (dom Philadelphia Philliesa) su među sportskim objektima koji koriste senzore za tlo kako bi održali bujne površine za igru, a istovremeno maksimizirali potrošnju vode i energije, prema proizvođaču senzora za tlo, kompaniji Soil Scout.
Budući trendovi u tehnologiji senzora za tlo
Novi trendovi uključuju nanotehnologiju, s nanočesticama na bazi zlata ili srebra koje povećavaju osjetljivost senzora za detekciju zagađivača tla poput teških metala.
Senzori obloženi nano-spojevima mogli bi pratiti karakteristike tla, a zatim oslobađati hranjive tvari, poput kisika, kao odgovor na fluktuacije kvalitete tla. Drugi izračunavaju bioindikatore, poput broja glista ili raznolikosti mikroorganizama, putem analize DNK, kako bi poboljšali mikrobiom tla.
Vrijeme objave: 09.04.2024.