Senzorji tal so ena od rešitev, ki je dokazala svoje prednosti v manjših merilih in bi lahko postala neprecenljiva za kmetijske namene.
Kaj so senzorji za tla?
Senzorji spremljajo stanje tal, kar omogoča zbiranje in analizo podatkov v realnem času.Senzorji lahko sledijo skoraj vsem značilnostim tal, kot je DNK rezidenčnih mikroorganizmov, da premaknejo ravnovesje v smeri bolj zdravega mikrobioma tal, povečanega pridelka in zmanjšane porabe virov.
Različne vrste senzorjev v kmetijstvu uporabljajo različne metode, kot so električni signali in merjenje odboja svetlobnih valov, da ugotovijo bistvene značilnosti polja, ki lahko spremenijo kmetijske operacije.
Vrste talnih senzorjev
Senzorji tal lahko merijo značilnosti tal, kot so vsebnost vlage, temperatura, pH, slanost, vlažnost, fotosintetično sevanje in ravnovesje hranil—predvsem vitalni dušik, fosfor in kalij (NPK).
Poleg njihovih prednosti pri upravljanju s pridelki, kot sta boljša kakovost zrn in zmanjšano izpiranje hranil, lahko senzorji tal informirajo o napovedih glede vodnih virov, stabilnosti zemlje in podnebnih sprememb.
Drugi primeri uporabe vključujejo načrtovanje namakanja, ocene povodja, profiliranje mikrobne ekologije in preprečevanje rastlinskih bolezni.
Prednosti uporabe talnih senzorjev
Sledenje statusu tal zagotavlja številne prednosti za kmete in vrtnarje, vključno s povečanim donosom pridelkov in večjo učinkovitostjo virov.Internet stvari, storitve v oblaku in integracija umetne inteligence pridelovalcem omogočajo sprejemanje odločitev na podlagi podatkov.
Senzorji optimizirajo uporabo gnojil, ohranjajo rastline zdrave, povečajo vire in zmanjšajo odtok in izpust plinov, ki napadajo okolje.Stalno spremljanje tudi preprečuje težave, kot so izbruhi patogenov ali zbitost tal.
Spremljanje stanja tal z uporabo talnih senzorjev lahko optimizira tudi porabo gnojil in vode.To'ocenjujejo, da približno 30 % nitratnega gnojila, uporabljenega v ZDA, izpere in onesnaži vodne vire.Celo spretni namakalni sistemi lahko dosežejo do 50 % izgube vode, kmetijstvo pa je odgovorno za 70 % svetovne porabe sladke vode.Sposobnost učinkovitega in uspešnega obnavljanja vlage v tleh bi lahko imela velik vpliv.
Namestitev in kalibracija senzorjev za tla
Vsak senzor bo imel svoj vodnik za namestitev, vendar namestitev običajno zahteva kopanje luknje ali jarka v vrsti pridelka in namestitev senzorjev na več globin, tudi v bližini korenin rastline.
Na velikem območju najboljše prakse narekujejo postavitev na mesta, ki kažejo na preostali del polja ali vrsto tal, ki jih je treba obdelovati, v bližini vodnih onesnaževalcev in v neposrednem stiku s tlemi (tj. brez zračnih žepov).Mesta senzorjev morajo biti označena ali kako drugače označena na površini, da se izognete nenamernim poškodbam.
Poleg pravilne namestitve je ključna kalibracija senzorja.Senzorji tal beležijo podatke o vlažnosti tal kot volumetrično vsebnost vode (VWC), vsaka vrsta tal pa ima svoj VWC.Senzorji vlage v tleh imajo pogosto različne občutljivosti in jih bo morda treba umeriti posamično.
Odpravljanje težav
Do okvar opreme lahko pride zaradi električnih težav, motenj divjih živali ali napačno povezanih žic.Če zrak uhaja v tenziometer, postane nezanesljiv.Zagotavljanje pravilne globine vgradnje in metod hidroizolacije lahko pomaga preprečiti prihodnje težave.
Pogoste tehnike za odpravljanje težav vključujejo:
Preverjanje napajanja in vezja
Čiščenje senzorjev brez uporabe kemikalij
Izvajanje rednega vzdrževanja za zamenjavo poškodovanih delov glede na proizvajalca'vodnik za popravilo
Spremljanje zdravja tal
Senzorji za tla ponujajo natančnejšo in poenostavljeno strategijo za oceno zdravja tal.Običajne ocene tal so enakovredne biopsiji, ki lahko traja tedne ali mesece, odvisno od lastnosti tal.
Meritve s senzorji so veliko hitrejše in trajajo uro ali dve na 50 hektarjev.Senzorji prikazujejo vse, kar je potrebno za učinkovito upravljanje pridelka, vključno z vsebnostjo vode, napetostjo vode in prisotnostjo organskih snovi—odličen pokazatelj splošnega zdravja tal—brez potrebe po fizičnem odstranjevanju vzorcev zemlje.
Integracija s sistemi za upravljanje kmetij
Po poročilu StartUS Insights so senzorji tal najučinkovitejša tehnologija za spremljanje tal zaradi svoje razširljivosti, učinkovitosti in uporabnosti.Združevanje senzorjev tal z drugimi rastočimi tehnologijami kmetovanja, vključno s kartiranjem tal, ki ga poganja AI, slikanjem iz zraka, avtomatiziranimi roboti za spremljanje tal, sledilci emisij, analizo tal z razširjeno resničnostjo, nanotehnologijo in integracijo verige blokov, lahko optimizira upravljanje kmetije.
Izzivi in rešitve v tehnologiji talnih senzorjev
Na podlagi poročila Univerze v Nebraski iz leta 2020 samo 12 % kmetij v ZDA uporablja senzorje vlage v tleh za določanje urnikov namakanja.Senzorji za tla so postali bolj uporabni zaradi znatnih izboljšav dostopnosti, prijaznosti do uporabnika ter zmožnosti obdelave podatkov in prikaza, vendar je potreben večji napredek.
Senzorji tal morajo postati stroškovno učinkovitejši in interoperabilnejši za globalno sprejetje.Obstaja veliko vrst senzorjev, kar povzroča pomanjkanje standardizacije in združljivosti.
Veliko obstoječih tehnologij temelji na lastniških senzorjih, kar lahko oteži prilagoditev.Napredek v senzorski tehnologiji, kot je tisti, ki ga je razvila UC Berkeley, poenostavlja vkrcanje za zagotavljanje spremljanja podatkov v živo in spodbuja agilno odločanje na različnih področjih in trgih.
Študije primerov: Uspešna implementacija talnih senzorjev
Senzorji tal pomagajo kmetom varčevati z vodo in denarjem
Študija univerze Clemson je pokazala, da lahko senzorji vlage v tleh povečajo število kmetov'povprečni neto dohodek za 20 % s povečanjem učinkovitosti namakanja na preizkušenih poljih, kjer so rasli arašidi, soja ali bombaž.
Bolj trajnostna športna igrišča
Športna prizorišča prav tako uporabljajo senzorje tal.Stadion Wembley in Citizens Bank Park (dom Philadelphia Phillies) sta med športnimi prizorišči, ki uporabljajo senzorje tal za vzdrževanje razkošnih igralnih površin ob maksimiziranju porabe vode in energije, pravi proizvajalec senzorjev za tla Soil Scout.
Prihodnji trendi v tehnologiji talnih senzorjev
Nastajajoči trendi vključujejo nanotehnologijo z nanodelci na osnovi zlata ali srebra, ki povečajo občutljivost senzorjev za zaznavanje onesnaževal tal, kot so težke kovine.
Senzorji, prevlečeni z nano spojinami, bi lahko sledili značilnostim tal in nato sproščali hranila, kot je kisik, kot odgovor na nihajočo kakovost tal.Drugi izračunajo bioindikatorje, kot je število deževnikov ali raznolikost mikroorganizmov, z analizo DNK, da izboljšajo mikrobiom tal.
Čas objave: 9. aprila 2024