Dirvožemio jutikliai yra vienas iš sprendimų, kurie pasitvirtino mažesniu mastu ir gali tapti neįkainojama žemės ūkio reikmėms.
Kas yra dirvožemio jutikliai?
Jutikliai seka dirvožemio sąlygas, todėl realiuoju laiku galima rinkti ir analizuoti duomenis.Jutikliai gali sekti beveik visas dirvožemio charakteristikas, pvz., mikroorganizmų DNR, kad pusiausvyra būtų sveikesnė dirvožemio mikrobioma, padidėtų derlius ir sumažėtų išteklių naudojimas.
Įvairių tipų jutikliai žemės ūkyje naudoja įvairius metodus, tokius kaip elektriniai signalai ir šviesos bangų atspindžio matavimas, kad nustatytų esmines lauko charakteristikas, kurios gali pakeisti ūkininkavimo operacijas.
Dirvožemio jutiklių tipai
Dirvožemio jutikliai gali išmatuoti dirvožemio savybes, tokias kaip drėgmės kiekis, temperatūra, pH, druskingumas, drėgmė, fotosintezės spinduliuotė ir maistinių medžiagų balansas.—daugiausia gyvybiškai svarbus azotas, fosforas ir kalis (NPK).
Be pasėlių valdymo pranašumų, tokių kaip geresnė grūdų kokybė ir mažesnis maistinių medžiagų išplovimas, dirvožemio jutikliai gali informuoti apie vandens išteklius, žemės stabilumą ir klimato kaitą.
Kiti naudojimo atvejai apima drėkinimo planavimą, vandens baseinų vertinimą, mikrobų ekologijos profiliavimą ir augalų ligų prevenciją.
Dirvožemio jutiklių naudojimo pranašumai
Dirvožemio būklės stebėjimas suteikia daug naudos ūkininkams ir sodininkams, įskaitant didesnį pasėlių derlių ir efektyvesnį išteklių naudojimą.IoT, debesų paslaugos ir AI integracija leidžia augintojams priimti duomenimis pagrįstus sprendimus.
Jutikliai optimizuoja trąšų naudojimą, palaiko augalus sveikus, maksimaliai padidina išteklius ir sumažina nuotėkį bei išmetamųjų dujų susidarymą, kurie kenkia aplinkai.Nuolatinis stebėjimas taip pat užkerta kelią problemoms, tokioms kaip patogenų protrūkiai ar dirvožemio sutankinimas.
Dirvožemio būklės stebėjimas naudojant dirvožemio jutiklius taip pat gali optimizuoti trąšų ir vandens naudojimą.Tai“Skaičiuojama, kad maždaug 30 % JAV naudojamų nitratų trąšų išplauna ir užteršia vandens šaltinius.Netgi tinkamos drėkinimo sistemos gali iššvaistyti iki 50 % vandens, o žemės ūkis sunaudoja 70 % viso pasaulio gėlo vandens.Galimybė efektyviai ir efektyviai papildyti dirvožemio drėgmę gali turėti didelį poveikį.
Dirvožemio jutiklių montavimas ir kalibravimas
Kiekvienas jutiklis turės savo montavimo vadovą , tačiau norint įdiegti, paprastai reikia iškasti duobę arba tranšėją pasėlių eilėje ir padėti jutiklius įvairiuose gyliuose, įskaitant šalia augalo šaknų.
Dideliame plote geriausia praktika reikalauja, kad vieta būtų tvarkoma tose vietose, kurios rodo likusį lauką arba dirvožemio tipą, šalia vandens skleidėjų ir tiesioginio sąlyčio su dirvožemiu (ty nėra oro kišenių).Jutiklių vietos taip pat turėtų būti pažymėtos vėliava arba kitaip pažymėtos paviršiuje, kad būtų išvengta atsitiktinio pažeidimo.
Be tinkamo įrengimo, svarbiausia yra jutiklio kalibravimas.Dirvožemio jutikliai registruoja dirvožemio drėgmės duomenis kaip tūrinį vandens kiekį (VWC), o kiekvienas dirvožemio tipas turi savo VWC.Dirvožemio drėgmės jutikliai dažnai turi skirtingą jautrumą, todėl juos gali tekti kalibruoti atskirai.
Problemų sprendimas
Įrangos gedimai gali atsirasti dėl elektros problemų, laukinės gamtos trikdžių arba netinkamai prijungtų laidų.Bet koks oro nutekėjimas į tenziometrą padarys jį nepatikimą.Tinkamo montavimo gylio ir hidroizoliacijos metodų užtikrinimas gali padėti išvengti problemų ateityje.
Įprasti trikčių šalinimo būdai:
Maitinimo šaltinio ir grandinės patikrinimas
Jutiklių valymas nenaudojant cheminių medžiagų
Reguliari techninė priežiūra, siekiant pakeisti pažeistas dalis, kaip nurodė gamintojas“s remonto vadovas
Dirvožemio sveikatos stebėjimas
Dirvožemio jutikliai siūlo tikslesnę, racionalesnę dirvožemio būklės vertinimo strategiją.Įprasti dirvožemio įvertinimai prilygsta biopsijai, kuri gali užtrukti savaites ar mėnesius, priklausomai nuo dirvožemio savybių.
Jutiklio matavimai yra daug greitesni, užtrunka valandą ar dvi 50 akrų.Jutikliai rodo viską, ko reikia efektyviam pasėlių valdymui, įskaitant vandens kiekį, vandens įtempimą ir organinių medžiagų buvimą.—puikus bendros dirvožemio būklės rodiklis—nereikia fiziškai išimti dirvožemio mėginių.
Integracija su ūkio valdymo sistemomis
Remiantis „StartUS Insights“ ataskaita, dirvožemio jutikliai yra pati efektyviausia dirvožemio stebėjimo technologija dėl savo mastelio, efektyvumo ir naudingumo.Derinant dirvožemio jutiklius su kitomis klestinčiomis ūkininkavimo technologijomis, įskaitant dirbtinio intelekto valdomus dirvožemio žemėlapius, vaizdus iš oro, automatizuotus dirvožemio stebėjimo robotus, išmetamųjų teršalų sekimo įrenginius, papildytos realybės dirvožemio analizę, nanotechnologijas ir blokų grandinės integraciją, galima optimizuoti ūkio valdymą.
Dirvožemio jutiklių technologijos iššūkiai ir sprendimai
Remiantis 2020 m. Nebraskos universiteto ataskaita, tik 12 % JAV ūkių naudoja dirvožemio drėgmės jutiklius, kad nustatytų drėkinimo grafikus.Dirvožemio jutikliai tapo gyvybingesni, nes gerokai pagerėjo prieinamumas, patogumas vartotojui ir duomenų apdorojimo bei rodymo galimybės, tačiau reikia daugiau pažangos.
Dirvožemio jutikliai turi tapti ekonomiškesni ir sąveikesni, kad būtų galima naudoti visame pasaulyje.Egzistuoja daugybė jutiklių tipų, todėl trūksta standartizacijos ir suderinamumo.
Daugelis esamų technologijų remiasi patentuotais jutikliais, todėl pritaikymas gali būti sudėtingas.Jutiklių technologijos pažanga, pvz., sukurta UC Berkeley, supaprastina prisijungimą, kad būtų galima stebėti tiesioginius duomenis ir skatinamas judrus sprendimų priėmimas įvairiose srityse ir rinkose.
Atvejų analizė: sėkmingas dirvožemio jutiklių įdiegimas
Dirvožemio jutikliai padeda ūkininkams sutaupyti vandens ir pinigų
Clemson universiteto tyrimas parodė, kad dirvožemio drėgmės jutikliai gali padidinti ūkininkų skaičių“vidutines grynąsias pajamas 20 % padidinus drėkinimo efektyvumą tirtuose laukuose, kuriuose buvo auginami žemės riešutai, sojos pupelės ar medvilnė.
Daugiau tvarių sporto laukų
Sporto aikštelėse taip pat naudojami dirvožemio jutikliai.Anot dirvožemio jutiklių gamintojos „Soil Scout“, „Wembley“ stadionas ir „Citizens Bank Park“ (Philadelphia Phillies namai) yra vienos iš sporto vietų, kuriose naudojami dirvožemio jutikliai, siekiant išlaikyti vešlų žaidimų paviršių ir maksimaliai sunaudoti vandenį ir energiją.
Dirvožemio jutiklių technologijos ateities tendencijos
Naujos tendencijos apima nanotechnologijas su aukso arba sidabro pagrindu pagamintomis nanodalelėmis, kurios padidina jutiklių jautrumą, kad būtų galima aptikti dirvožemio teršalus, pvz., sunkiuosius metalus.
Nano junginiais padengti jutikliai gali stebėti dirvožemio savybes ir tada išleisti maistines medžiagas, tokias kaip deguonis, reaguodami į svyruojančią dirvožemio kokybę.Kiti apskaičiuoja bioindikatorius, pvz., sliekų skaičių arba mikroorganizmų įvairovę, atlikdami DNR analizę, kad pagerintų dirvožemio mikrobiomą.
Paskelbimo laikas: 2024-09-09