Augsnes sensori ir viens no risinājumiem, kas ir pierādījis savus nopelnus mazākos mērogos un varētu kļūt nenovērtējams lauksaimniecības vajadzībām.
Kas ir augsnes sensori?
Sensori izseko augsnes stāvokli, ļaujot reāllaikā apkopot un analizēt datus.Sensori var izsekot gandrīz visām augsnes īpašībām, piemēram, pastāvīgo mikroorganismu DNS, lai novirzītu līdzsvaru uz veselīgāku augsnes mikrobiomu, palielinātu ražu un samazinātu resursu izmantošanu.
Dažādu veidu sensori lauksaimniecībā izmanto dažādas metodes, piemēram, elektriskos signālus un gaismas viļņu atstarošanas mērīšanu, lai noskaidrotu būtiskās lauka īpašības, kas var pārveidot lauksaimniecības darbības.
Augsnes sensoru veidi
Augsnes sensori var izmērīt augsnes īpašības, piemēram, mitruma saturu, temperatūru, pH, sāļumu, mitrumu, fotosintētisko starojumu un barības vielu līdzsvaru.—galvenokārt vitāli svarīgais slāpeklis, fosfors un kālijs (NPK).
Papildus labumiem, piemēram, labākai graudu kvalitātei un samazinātai barības vielu izskalošanai, augsnes sensori var sniegt informāciju par ūdens resursiem, zemes stabilitāti un klimata pārmaiņām.
Citi lietošanas gadījumi ietver apūdeņošanas grafiku, ūdensšķirtnes novērtējumus, mikrobu ekoloģijas profilēšanu un augu slimību profilaksi.
Augsnes sensoru izmantošanas priekšrocības
Augsnes stāvokļa izsekošana sniedz daudz priekšrocību lauksaimniekiem un dārzniekiem, tostarp palielina ražu un uzlabo resursu efektivitāti.IoT, mākoņpakalpojumi un AI integrācija ļauj audzētājiem pieņemt uz datiem balstītus lēmumus.
Sensori optimizē mēslojuma izmantošanu, uztur augus veselīgus, maksimāli palielina resursus un samazina noteci un izplūdes gāzes, kas uzbrūk videi.Pastāvīga uzraudzība arī novērš problēmas, piemēram, patogēnu uzliesmojumus vai augsnes sablīvēšanos.
Augsnes stāvokļa uzraudzība, izmantojot augsnes sensorus, var arī optimizēt mēslojuma un ūdens izmantošanu.Tas'Tiek lēsts, ka aptuveni 30% no ASV izmantotā nitrātu mēslojuma izskalo un piesārņo ūdens avotus.Pat piemērotas apūdeņošanas sistēmas var sasniegt līdz pat 50% ūdens zudumu, un lauksaimniecība ir atbildīga par 70% no pasaules saldūdens patēriņa.Spējai efektīvi un efektīvi papildināt augsnes mitrumu var būt liela ietekme.
Augsnes sensoru uzstādīšana un kalibrēšana
Katram sensoram būs savs uzstādīšanas ceļvedis, taču uzstādīšanai parasti ir nepieciešams izrakt caurumu vai tranšeju kultūraugu rindā un novietot sensorus vairākos dziļumos, tostarp netālu no auga saknēm.
Lielā teritorijā paraugprakse nosaka izvietošanu vietās, kas norāda uz pārējo apsaimniekojamo lauku vai augsnes tipu, ūdens izstarotāju tuvumā un tiešā saskarē ar augsni (ti, bez gaisa kabatām).Sensoru vietas ir arī jāapzīmē ar karodziņu vai citādi jāmarķē uz virsmas, lai izvairītos no nejaušiem bojājumiem.
Papildus pareizai uzstādīšanai svarīga ir sensora kalibrēšana.Augsnes sensori reģistrē augsnes mitruma datus kā tilpuma ūdens saturu (VWC), un katram augsnes veidam ir savs VWC.Augsnes mitruma sensoriem bieži ir atšķirīga jutība, un tie var būt jākalibrē atsevišķi.
Problēmu novēršana
Iekārtas kļūmes var rasties elektrisku problēmu, savvaļas dzīvnieku radītu traucējumu vai nepareizi savienotu vadu dēļ.Jebkura gaisa noplūde tenziometrā padarīs to neuzticamu.Pareiza uzstādīšanas dziļuma un hidroizolācijas metožu nodrošināšana var palīdzēt izvairīties no turpmākām problēmām.
Kopējās problēmu novēršanas metodes ietver:
Barošanas avota un shēmas pārbaude
Sensoru tīrīšana, neizmantojot ķīmiskas vielas
Regulāras apkopes veikšana, lai nomainītu bojātās daļas saskaņā ar ražotāja norādījumiem's remonta rokasgrāmata
Augsnes veselības uzraudzība
Augsnes sensori piedāvā precīzāku, racionalizētāku augsnes veselības novērtēšanas stratēģiju.Parastie augsnes novērtējumi ir līdzvērtīgi biopsijai, kas atkarībā no augsnes īpašībām var ilgt nedēļas vai mēnešus.
Sensora mērījumi ir daudz ātrāki, aizņemot stundu vai divas uz 50 akriem.Sensori parāda visu, kas nepieciešams efektīvai ražas apsaimniekošanai, tostarp ūdens saturu, ūdens spriegumu un organisko vielu klātbūtni—lielisks vispārējās augsnes veselības rādītājs—bez nepieciešamības fiziski izņemt augsnes paraugus.
Integrācija ar lauksaimniecības vadības sistēmām
Saskaņā ar StartUS Insights ziņojumu augsnes sensori ir visietekmīgākā augsnes monitoringa tehnoloģija to mērogojamības, efektivitātes un lietderības dēļ.Augsnes sensoru apvienošana ar citām plaukstošām lauksaimniecības tehnoloģijām, tostarp ar AI darbināmu augsnes kartēšanu, gaisa attēlveidošanu, automatizētus augsnes monitoringa robotus, emisiju izsekotājus, paplašinātās realitātes augsnes analīzi, nanotehnoloģiju un blokķēdes integrāciju, var optimizēt saimniecības pārvaldību.
Izaicinājumi un risinājumi augsnes sensoru tehnoloģijā
Pamatojoties uz 2020. gada Nebraskas universitātes ziņojumu, tikai 12% ASV saimniecību izmanto augsnes mitruma sensorus, lai noteiktu apūdeņošanas grafikus.Augsnes sensori ir kļuvuši dzīvotspējīgāki, jo ir būtiski uzlabota pieejamība, lietotājdraudzīgums, kā arī datu apstrādes un displeja iespējas, taču ir nepieciešams lielāks progress.
Augsnes sensoriem jākļūst rentablākiem un sadarbspējīgākiem globālai ieviešanai.Pastāv daudzu veidu sensori, kā rezultātā trūkst standartizācijas un savietojamības.
Daudzas esošās tehnoloģijas balstās uz patentētiem sensoriem, kas var apgrūtināt pielāgošanu.Sensoru tehnoloģiju sasniegumi, piemēram, UC Berkeley izstrādātie, vienkāršo ieslēgšanos, lai nodrošinātu tiešo datu uzraudzību un veicinātu veiklu lēmumu pieņemšanu dažādās jomās un tirgos.
Gadījumu izpēte: Veiksmīga augsnes sensoru ieviešana
Augsnes sensori palīdz lauksaimniekiem ietaupīt ūdeni un naudu
Klemsona universitātes pētījums atklāja, ka augsnes mitruma sensori var palielināt lauksaimnieku skaitu'vidējie neto ienākumi par 20%, palielinot apūdeņošanas efektivitāti pārbaudītajos laukos, kuros audzēja zemesriekstus, sojas pupas vai kokvilnu.
Vairāk ilgtspējīgu sporta laukumu
Arī sporta vietās tiek izmantoti augsnes sensori.Vemblija stadions un Citizens Bank Park (Philadelphia Phillies mājvieta) ir vienas no sporta vietām, kurās tiek izmantoti augsnes sensori, lai uzturētu leknas spēles virsmas, vienlaikus maksimāli izmantojot ūdens un enerģijas patēriņu, norāda augsnes sensoru ražotājs Soil Scout.
Augsnes sensoru tehnoloģijas nākotnes tendences
Jaunākās tendences ietver nanotehnoloģiju ar zelta vai sudraba nanodaļiņām, kas palielina sensoru jutību augsnes piesārņotāju, piemēram, smago metālu, noteikšanai.
Sensori, kas pārklāti ar nanosavienojumiem, varētu izsekot augsnes īpašībām un pēc tam atbrīvot barības vielas, piemēram, skābekli, reaģējot uz augsnes kvalitātes svārstībām.Citi aprēķina bioindikatorus, piemēram, slieku skaitu vai mikroorganismu daudzveidību, izmantojot DNS analīzi, lai uzlabotu augsnes mikrobiomu.
Izlikšanas laiks: 09.09.2024