Augsnes sensori palīdz lauksaimniekiem novērtēt augšanas apstākļus, piemēram, ūdens un barības vielu pieejamību, augsnes pH līmeni, temperatūru un topogrāfiju.

Tomāts (Solanum lycopersicum L.) ir viena no augstvērtīgākajām kultūrām pasaules tirgū, un to galvenokārt audzē apūdeņošanas sistēmās. Tomātu ražošanu bieži kavē nelabvēlīgi apstākļi, piemēram, klimats, augsnes un ūdens resursi. Visā pasaulē ir izstrādātas un uzstādītas sensoru tehnoloģijas, lai palīdzētu lauksaimniekiem novērtēt augšanas apstākļus, piemēram, ūdens un barības vielu pieejamību, augsnes pH līmeni, temperatūru un topoloģiju.
Faktori, kas saistīti ar tomātu zemo ražu. Pieprasījums pēc tomātiem ir liels gan svaiga patēriņa tirgos, gan rūpnieciskās (pārstrādes) ražošanas tirgos. Zema tomātu raža ir novērojama daudzās lauksaimniecības nozarēs, piemēram, Indonēzijā, kas lielā mērā ievēro tradicionālās lauksaimniecības sistēmas. Tādu tehnoloģiju kā lietu interneta (IoT) lietojumprogrammu un sensoru ieviešana ir ievērojami palielinājusi dažādu kultūraugu, tostarp tomātu, ražu.
Heterogēnu un modernu sensoru neizmantošana nepietiekamas informācijas dēļ noved arī pie zemas ražas lauksaimniecībā. Gudrai ūdens apsaimniekošanai ir svarīga loma ražas neveiksmes novēršanā, īpaši tomātu plantācijās.
Augsnes mitrums ir vēl viens faktors, kas nosaka tomātu ražu, jo tas ir būtisks barības vielu un citu savienojumu pārnešanai no augsnes uz augu. Augu temperatūras uzturēšana ir svarīga, jo tā ietekmē lapu un augļu gatavību.
Optimālais augsnes mitrums tomātu stādiem ir no 60% līdz 80%. Ideālā temperatūra maksimālai tomātu ražošanai ir no 24 līdz 28 grādiem pēc Celsija. Virs šī temperatūras diapazona augu augšana, ziedu un augļu attīstība nav optimāla. Ja augsnes apstākļi un temperatūra ievērojami svārstās, augu augšana būs lēna un apstādināta, un tomāti nogatavosies nevienmērīgi.
Tomātu audzēšanā izmantotie sensori. Ir izstrādātas vairākas tehnoloģijas precīzai ūdens resursu pārvaldībai, galvenokārt balstoties uz proksimālās un tālizpētes metodēm. Lai noteiktu ūdens saturu augos, tiek izmantoti sensori, kas novērtē augu fizioloģisko stāvokli un to vidi. Piemēram, sensori, kuru pamatā ir terahercu starojums apvienojumā ar mitruma mērījumiem, var noteikt spiediena lielumu uz asmeni.
Sensori, ko izmanto ūdens satura noteikšanai augos, ir balstīti uz dažādiem instrumentiem un tehnoloģijām, tostarp elektriskās impedances spektroskopiju, tuvā infrasarkanā (NIR) spektroskopiju, ultraskaņas tehnoloģiju un lapu skavu tehnoloģiju. Augsnes mitruma sensorus un vadītspējas sensorus izmanto, lai noteiktu augsnes struktūru, sāļumu un vadītspēju.
Augsnes mitruma un temperatūras sensori, kā arī automātiska laistīšanas sistēma. Lai iegūtu optimālu ražu, tomātiem ir nepieciešama atbilstoša laistīšanas sistēma. Pieaugošais ūdens trūkums apdraud lauksaimniecisko ražošanu un pārtikas nodrošinājumu. Efektīvu sensoru izmantošana var nodrošināt optimālu ūdens resursu izmantošanu un maksimāli palielināt ražas apjomu.
Augsnes mitruma sensori novērtē augsnes mitrumu. Nesen izstrādātie augsnes mitruma sensori ietver divas vadošas plāksnes. Kad šīs plāksnes tiek pakļautas vadošai videi (piemēram, ūdenim), elektroni no anoda migrēs uz katodu. Šī elektronu kustība radīs elektrisko strāvu, ko var noteikt, izmantojot voltmetru. Šis sensors nosaka ūdens klātbūtni augsnē.
Dažos gadījumos augsnes sensori tiek apvienoti ar termistoriem, kas var mērīt gan temperatūru, gan mitrumu. Dati no šiem sensoriem tiek apstrādāti un ģenerē vienvirziena, divvirzienu izeju, kas tiek nosūtīta uz automatizēto skalošanas sistēmu. Kad temperatūras un mitruma dati sasniedz noteiktus sliekšņus, ūdens sūkņa slēdzis automātiski ieslēgsies vai izslēgsies.
Bioristor ir bioelektronisks sensors. Bioelektroniku izmanto, lai kontrolētu augu fizioloģiskos procesus un to morfoloģiskās īpašības. Nesen ir izstrādāts in vivo sensors, kas balstīts uz organiskajiem elektroķīmiskajiem tranzistoriem (OECT), kurus parasti dēvē par biorezistoriem. Sensors tika izmantots tomātu audzēšanā, lai novērtētu augu sulas sastāva izmaiņas, kas plūst augošu tomātu augu ksilēmā un floēmā. Sensors darbojas reāllaikā ķermeņa iekšienē, netraucējot auga darbību.
Tā kā biorezistoru var implantēt tieši augu stublājos, tas ļauj in vivo novērot fizioloģiskos mehānismus, kas saistīti ar jonu kustību augos stresa apstākļos, piemēram, sausuma, sāļuma, nepietiekama tvaika spiediena un augsta relatīvā mitruma apstākļos. Biostor tiek izmantots arī patogēnu noteikšanai un kaitēkļu apkarošanai. Sensoru izmanto arī augu ūdens stāvokļa uzraudzībai.