ნიადაგის სენსორები: განმარტება, ტიპები და უპირატესობები

ნიადაგის სენსორები არის ერთ-ერთი გამოსავალი, რომელმაც დაამტკიცა თავისი ღირსება უფრო მცირე მასშტაბით და შეიძლება გახდეს ფასდაუდებელი სასოფლო-სამეურნეო მიზნებისთვის.

რა არის ნიადაგის სენსორები?

სენსორები აკონტროლებენ ნიადაგის პირობებს, რაც საშუალებას იძლევა რეალურ დროში მონაცემთა შეგროვება და ანალიზი.სენსორებს შეუძლიათ თვალყური ადევნონ ნიადაგის თითქმის ნებისმიერ მახასიათებელს, როგორიცაა რეზიდენტი მიკროორგანიზმების დნმ, რათა გადაიტანონ ბალანსი უფრო ჯანსაღი ნიადაგის მიკრობიომისკენ, გაზრდილი მოსავლიანობა და რესურსების შემცირებული გამოყენება.

სოფლის მეურნეობაში სხვადასხვა ტიპის სენსორები იყენებენ სხვადასხვა მეთოდებს, როგორიცაა ელექტრო სიგნალები და სინათლის ტალღების არეკვლის გაზომვა, რათა დადგინდეს ველის ძირითადი მახასიათებლები, რომლებსაც შეუძლიათ ფერმერული ოპერაციების გარდაქმნა.

ნიადაგის სენსორების სახეები

ნიადაგის სენსორებს შეუძლიათ გაზომონ ნიადაგის მახასიათებლები, როგორიცაა ტენიანობა, ტემპერატურა, pH, მარილიანობა, ტენიანობა, ფოტოსინთეზური გამოსხივება და საკვები ნივთიერებების ბალანსი.-ძირითადად სასიცოცხლო მნიშვნელობის აზოტი, ფოსფორი და კალიუმი (NPK).

გარდა მოსავლის მენეჯმენტის სარგებელისა, როგორიცაა მარცვლეულის უკეთესი ხარისხი და საკვები ნივთიერებების გაჟონვის შემცირება, ნიადაგის სენსორებს შეუძლიათ პროგნოზები წყლის რესურსების, მიწის სტაბილურობისა და კლიმატის ცვლილების შესახებ.

გამოყენების სხვა შემთხვევები მოიცავს ირიგაციის დაგეგმვას, წყალგამყოფის შეფასებას, მიკრობული ეკოლოგიის პროფილირებას და მცენარეთა დაავადებების პრევენციას.

ნიადაგის სენსორების გამოყენების უპირატესობები

ნიადაგის მდგომარეობის თვალყურის დევნება ბევრ სარგებელს იძლევა ფერმერებისთვის და მებოსტნეებისთვის, მათ შორის მოსავლის გაზრდისა და რესურსების გაზრდილი ეფექტურობის ჩათვლით.IoT, ღრუბლოვანი სერვისები და AI ინტეგრაცია მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს მიიღონ მონაცემების საფუძველზე მიღებული გადაწყვეტილებები.

სენსორები ოპტიმიზაციას უკეთებენ სასუქის გამოყენებას, ინარჩუნებენ მცენარეებს სიჯანსაღეს, მაქსიმალურად ზრდიან რესურსებს და ამცირებენ ჩამონადენს და გაზების გამოყოფას, რომლებიც თავს ესხმიან გარემოს.მუდმივი მონიტორინგი ასევე ხელს უშლის პრობლემებს, როგორიცაა პათოგენების გავრცელება ან ნიადაგის დატკეპნა.

ნიადაგის მდგომარეობის მონიტორინგი ნიადაგის სენსორების გამოყენებით ასევე შეუძლია სასუქის და წყლის მოხმარების ოპტიმიზაციას.ის'შეფასებულია, რომ აშშ-ში გამოყენებული ნიტრატიანი სასუქის დაახლოებით 30% რეცხავს და აბინძურებს წყლის წყაროებს.კომპეტენტურ სარწყავი სისტემებმაც კი შეიძლება მიაღწიოს წყლის ხარჯვის 50%-მდე, ხოლო სოფლის მეურნეობა პასუხისმგებელია გლობალური მტკნარი წყლის მოხმარების 70%-ზე.ნიადაგის ტენიანობის ეფექტურად და ეფექტურად შევსების უნარს შეიძლება ჰქონდეს დიდი გავლენა.

ნიადაგის სენსორების დაყენება და კალიბრაცია

თითოეულ სენსორს ექნება საკუთარი ინსტალაციის სახელმძღვანელო, მაგრამ ინსტალაცია ჩვეულებრივ მოითხოვს ხვრელების ან თხრილის გათხრას მოსავლის მწკრივში და სენსორების განთავსებას მრავალ სიღრმეზე, მათ შორის მცენარის ფესვებთან ახლოს.

დიდ ფართობზე, საუკეთესო პრაქტიკა გვკარნახობს განთავსებას იმ ადგილებში, რომლებიც მიუთითებს სამართავად დანარჩენ მინდორზე ან ნიადაგის ტიპზე, წყლის ემიტენტებთან ახლოს და ნიადაგთან უშუალო კონტაქტში (ანუ ჰაერის ჯიბეების გარეშე).სენსორის ადგილები ასევე უნდა იყოს მონიშნული ან სხვაგვარად მონიშნული ზედაპირზე, რათა თავიდან იქნას აცილებული შემთხვევითი დაზიანება.

სათანადო ინსტალაციის გარდა, მთავარია სენსორის კალიბრაცია.ნიადაგის სენსორები აღრიცხავენ ნიადაგის ტენიანობის მონაცემებს, როგორც მოცულობითი წყლის შემცველობა (VWC) და ნიადაგის თითოეულ ტიპს აქვს საკუთარი VWC.ნიადაგის ტენიანობის სენსორებს ხშირად აქვთ განსხვავებული მგრძნობელობა და შეიძლება საჭირო გახდეს ინდივიდუალურად დაკალიბრება.

Დიაგნოსტიკა

აღჭურვილობის გაუმართაობა შეიძლება მოხდეს ელექტრო პრობლემების, ველური ბუნების ჩარევის ან არასწორად დაკავშირებული სადენების გამო.ტენსიომეტრში გაჟონვის ნებისმიერი ჰაერი მას არასანდოს გახდის.ინსტალაციის სწორი სიღრმისა და ჰიდროიზოლაციის მეთოდების დაცვა დაგეხმარებათ მომავალში პრობლემების თავიდან აცილებაში.

პრობლემების მოგვარების საერთო ტექნიკა მოიცავს:

ელექტრომომარაგების და მიკროსქემის შემოწმება

სენსორების გაწმენდა ქიმიკატების გამოყენების გარეშე

მწარმოებლის მიხედვით დაზიანებული ნაწილების შესაცვლელად რეგულარული მოვლის შესრულება'სარემონტო სახელმძღვანელო

ნიადაგის ჯანმრთელობის მონიტორინგი

ნიადაგის სენსორები გვთავაზობენ უფრო ზუსტ, გამარტივებულ სტრატეგიას ნიადაგის ჯანმრთელობის შეფასებისთვის.ნიადაგის ჩვეულებრივი შეფასება ბიოფსიის ტოლფასია, რომელსაც შეიძლება კვირები ან თვეები დასჭირდეს, რაც დამოკიდებულია ნიადაგის თვისებებზე.

სენსორის გაზომვები ბევრად უფრო სწრაფია, 50 ჰექტარზე ერთი ან ორი საათი სჭირდება.სენსორები აჩვენებს ყველაფერს, რაც საჭიროა მოსავლის ეფექტური მართვისთვის, მათ შორის წყლის შემცველობა, წყლის დაძაბულობა და ორგანული ნივთიერებების არსებობა-ნიადაგის მთლიანი ჯანმრთელობის შესანიშნავი მაჩვენებელია-ნიადაგის ნიმუშების ფიზიკურად ამოღების აუცილებლობის გარეშე.

ფერმის მართვის სისტემებთან ინტეგრაცია

StartUS Insights-ის ანგარიშის მიხედვით, ნიადაგის სენსორები ნიადაგის მონიტორინგის ყველაზე გავლენიანი ტექნოლოგიაა მათი მასშტაბურობის, ეფექტურობისა და სარგებლიანობის გამო.ნიადაგის სენსორების გაერთიანება სხვა მზარდი მეურნეობის ტექნოლოგიებთან, მათ შორის AI-ზე მომუშავე ნიადაგის რუკების, საჰაერო გამოსახულების, ნიადაგის მონიტორინგის ავტომატური რობოტების, ემისიების ტრეკერების, გაძლიერებული რეალობის ნიადაგის ანალიზის, ნანოტექნოლოგიისა და ბლოკჩეინის ინტეგრაციის ჩათვლით, შეუძლია ფერმის მენეჯმენტის ოპტიმიზაცია.

გამოწვევები და გადაწყვეტილებები ნიადაგის სენსორების ტექნოლოგიაში

ნებრასკის უნივერსიტეტის 2020 წლის ანგარიშის საფუძველზე, აშშ-ს ფერმების მხოლოდ 12% იყენებს ნიადაგის ტენიანობის სენსორებს სარწყავი განრიგის დასადგენად.ნიადაგის სენსორები უფრო სიცოცხლისუნარიანი გახდა ხელმისაწვდომობის, მომხმარებლისთვის მოსახერხებელი და მონაცემთა დამუშავებისა და ჩვენების შესაძლებლობების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესების გამო, მაგრამ მეტი წინსვლაა საჭირო.

ნიადაგის სენსორები უნდა გახდეს უფრო ეკონომიური და თავსებადობა გლობალური გამოყენებისთვის.არსებობს მრავალი ტიპის სენსორები, რაც იწვევს სტანდარტიზაციისა და თავსებადობის ნაკლებობას.

ბევრი არსებული ტექნოლოგია ეყრდნობა საკუთრების სენსორებს, რამაც შეიძლება გაართულოს პერსონალიზაცია.სენსორული ტექნოლოგიების მიღწევები, როგორიცაა UC Berkeley-ის მიერ შემუშავებული, ამარტივებს ბორტზე მუშაობას, რათა უზრუნველყოს ცოცხალი მონაცემების მონიტორინგი და ხელი შეუწყოს სწრაფი გადაწყვეტილებების მიღებას სფეროებსა და ბაზრებზე.

შემთხვევის შესწავლა: ნიადაგის სენსორების წარმატებული დანერგვა

ნიადაგის სენსორები ფერმერებს წყლისა და ფულის დაზოგვაში ეხმარება

კლემსონის უნივერსიტეტის კვლევამ აჩვენა, რომ ნიადაგის ტენიანობის სენსორებს შეუძლიათ ფერმერების გაზრდა'საშუალო წმინდა შემოსავალი 20%-ით, სარწყავი ეფექტურობის გაზრდით საცდელ მინდვრებში, სადაც იზრდება არაქისი, სოია ან ბამბა.

მეტი მდგრადი სპორტული მოედნები

სპორტული ადგილები ასევე იყენებენ ნიადაგის სენსორებს.ნიადაგის სენსორების შემქმნელი Soil Scout-ის თანახმად, უემბლის სტადიონი და Citizens Bank Park (ფილადელფია ფილების სახლი) არის სპორტულ დარბაზებს შორის, რომლებიც იყენებენ ნიადაგის სენსორებს აყვავებულ სათამაშო ზედაპირების შესანარჩუნებლად, ხოლო წყლისა და ენერგიის მაქსიმალური გამოყენებისას.

მომავალი ტენდენციები ნიადაგის სენსორების ტექნოლოგიაში

განვითარებადი ტენდენციები მოიცავს ნანოტექნოლოგიას, ოქროს ან ვერცხლის დაფუძნებული ნანონაწილაკებით, რომლებიც ზრდის სენსორის მგრძნობელობას ნიადაგის დამაბინძურებლების გამოსავლენად, როგორიცაა მძიმე ლითონები.

ნანო-ნაერთებით დაფარული სენსორები აკონტროლებენ ნიადაგის მახასიათებლებს და შემდეგ გამოყოფენ საკვებ ნივთიერებებს, როგორიცაა ჟანგბადი, ნიადაგის ხარისხის მერყეობის საპასუხოდ.სხვები ითვლიან ბიოინდიკატორებს, როგორიცაა მიწის ჭიების რაოდენობა ან მიკროორგანიზმების მრავალფეროვნება, დნმ-ის ანალიზით, ნიადაგის მიკრობიომის გასაუმჯობესებლად.