Топырақ сенсорлары - шағын көлемде өзінің артықшылығын дәлелдеген және ауыл шаруашылығы мақсаттары үшін баға жетпес бола алатын шешімдердің бірі.
Топырақ сенсорлары дегеніміз не?
Сенсорлар топырақ жағдайын бақылайды, бұл нақты уақыт режимінде деректерді жинауға және талдауға мүмкіндік береді. Сенсорлар тіршілік ететін микроорганизмдердің ДНҚ сияқты кез келген топырақ сипаттамасын бақылай алады, бұл тепе-теңдікті топырақ микробиомасын сау етуге, өнімділікті арттыруға және ресурстарды пайдалануды азайтуға бағыттайды.
Ауыл шаруашылығындағы әртүрлі сенсорлар егіншілік операцияларын өзгерте алатын негізгі егістік сипаттамаларын анықтау үшін электрлік сигналдар және жарық толқындарының шағылысуын өлшеу сияқты әртүрлі әдістерді пайдаланады.
Топырақ сенсорларының түрлері
Топырақ сенсорлары ылғалдылық, температура, рН, тұздылық, ылғалдылық, фотосинтетикалық сәулелену және қоректік заттардың балансы сияқты топырақ сипаттамаларын өлшей алады.—негізінен өмірлік маңызды азот, фосфор және калий (NPK).
Дән сапасын жақсарту және қоректік заттардың шайылуын азайту сияқты дақылдарды басқарудағы артықшылықтарынан басқа, топырақ сенсорлары су ресурстары, жер тұрақтылығы және климаттың өзгеруі туралы болжамдар жасай алады.
Басқа пайдалану жағдайларына суаруды жоспарлау, суайрықтарды бағалау, микробтық экологияны профильдеу және өсімдік ауруларының алдын алу жатады.
Топырақ сенсорларын пайдаланудың артықшылықтары
Топырақтың жай-күйін бақылау фермерлер мен бағбандар үшін көптеген артықшылықтар береді, соның ішінде дақылдардың өнімділігін арттыру және ресурстардың тиімділігін арттыру. IoT, бұлттық қызметтер және жасанды интеллект интеграциясы өсірушілерге деректерге негізделген шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді.
Сенсорлар тыңайтқыштарды пайдалануды оңтайландырады, өсімдіктердің денсаулығын сақтайды, ресурстарды барынша тиімді пайдаланады және қоршаған ортаға зиян келтіретін ағынды сулар мен газдардың бөлінуін азайтады. Тұрақты бақылау сонымен қатар патогендердің пайда болуы немесе топырақтың тығыздалуы сияқты мәселелердің алдын алады.
Топырақ сенсорларын пайдаланып топырақтың жай-күйін бақылау тыңайтқыштар мен суды пайдалануды да оңтайландыра алады.'АҚШ-та қолданылатын нитрат тыңайтқышының шамамен 30%-ы шайылып, су көздерін ластайтынын есептеді. Тіпті білікті суару жүйелерінің өзі судың ысырап болуының 50%-ына дейін жетуі мүмкін, ал ауыл шаруашылығы жаһандық тұщы суды пайдаланудың 70%-ына жауапты. Топырақ ылғалын тиімді және тиімді түрде қалпына келтіру мүмкіндігі үлкен әсер етуі мүмкін.
Топырақ сенсорларын орнату және калибрлеу
Әрбір сенсордың өзіндік орнату нұсқаулығы болады, бірақ орнату әдетте егістік қатарына шұңқыр немесе траншея қазуды және сенсорларды өсімдік тамырларының жанын қоса алғанда, бірнеше тереңдікке орналастыруды талап етеді.
Үлкен аумақта ең жақсы тәжірибелер егістіктің қалған бөлігін немесе басқарылатын топырақ түрін көрсететін орындарға, су шығаратын жерлерге жақын және топырақпен тікелей жанасатын жерге (яғни, ауа қалталары болмайтын) орналастыруды талап етеді. Кездейсоқ зақымдануды болдырмау үшін сенсорлық орындар бетінде белгіленуі немесе басқаша белгіленуі керек.
Дұрыс орнатудан басқа, сенсорды калибрлеу маңызды. Топырақ сенсорлары топырақтың ылғалдылық деректерін көлемдік су мөлшері (КСМ) ретінде тіркейді және әрбір топырақ түрінің өзіндік КСМ бар. Топырақ ылғалдылық сенсорлары көбінесе әртүрлі сезімталдыққа ие және оларды жеке калибрлеу қажет болуы мүмкін.
Ақаулықтарды жою
Жабдықтың істен шығуы электр ақауларына, жабайы табиғаттың кедергілеріне немесе сымдардың дұрыс жалғанбауына байланысты болуы мүмкін. Тензиометрге ауаның ағып кетуі оны сенімсіз етеді. Орнату тереңдігі мен гидрооқшаулау әдістерінің дұрыстығын қамтамасыз ету болашақтағы мәселелердің алдын алуға көмектеседі.
Жалпы ақаулықтарды жою әдістеріне мыналар жатады:
Қуат көзін және тізбекті тексеру
Химиялық заттарды қолданбай сенсорларды тазалау
Өндірушінің нұсқауларына сәйкес зақымдалған бөлшектерді ауыстыру үшін үнемі техникалық қызмет көрсетуді жүзеге асыру'жөндеу нұсқаулығы
Топырақтың денсаулығын бақылау
Топырақ сенсорлары топырақтың денсаулығын бағалаудың дәлірек және жеңілдетілген стратегиясын ұсынады. Дәстүрлі топырақты бағалау биопсияға баламалы, ол топырақтың қасиеттеріне байланысты апталарға немесе айларға созылуы мүмкін.
Сенсорлық өлшеулер әлдеқайда жылдам, 50 акрға бір-екі сағат кетеді. Сенсорлар судың құрамын, судың кернеуін және органикалық заттардың болуын қоса алғанда, дақылдарды тиімді басқару үшін қажеттінің бәрін көрсетеді.—топырақтың жалпы денсаулығының тамаша көрсеткіші—топырақ үлгілерін физикалық түрде алып тастаудың қажеті жоқ.
Фермаларды басқару жүйелерімен интеграция
StartUS Insights есебіне сәйкес, топырақ сенсорлары масштабталуы, тиімділігі және пайдалылығына байланысты топырақты бақылаудың ең әсерлі технологиясы болып табылады. Топырақ сенсорларын жасанды интеллектпен жұмыс істейтін топырақ картасын жасау, әуеден түсіру, топырақты бақылаудың автоматтандырылған роботтары, шығарындыларды бақылау құрылғылары, топырақты кеңейтілген шындық талдауы, нанотехнология және блокчейн интеграциясы сияқты басқа да қарқынды дамып келе жатқан ауыл шаруашылығы технологияларымен біріктіру фермаларды басқаруды оңтайландыра алады.
Топырақ сенсоры технологиясындағы қиындықтар мен шешімдер
Небраска университетінің 2020 жылғы есебіне сүйенсек, АҚШ фермаларының тек 12%-ы суару кестесін анықтау үшін топырақ ылғалдылығы сенсорларын пайдаланады. Топырақ сенсорлары қолжетімділіктің, пайдаланушыға ыңғайлылықтың, деректерді өңдеу мен көрсету мүмкіндіктерінің айтарлықтай жақсаруына байланысты тиімдірек болды, бірақ бұл салада көбірек ілгерілеу қажет.
Топырақ сенсорлары әлемдік деңгейде қолданылуы үшін үнемді және өзара әрекеттесетін болуы керек. Сенсорлардың көптеген түрлері бар, бұл стандарттау мен үйлесімділіктің болмауына әкеледі.
Көптеген қолданыстағы технологиялар меншікті сенсорларға сүйенеді, бұл теңшеуді қиындатуы мүмкін. Калифорния Университеті Беркли әзірлеген сенсорлық технологиядағы жетістіктер сияқты, деректерді тікелей бақылауды қамтамасыз ету және салалар мен нарықтар бойынша икемді шешім қабылдауды ынталандыру үшін бейімделуді жеңілдетеді.
Нақты жағдайларды зерттеу: Топырақ сенсорларын сәтті енгізу
Топырақ сенсорлары фермерлерге су мен ақшаны үнемдеуге көмектеседі
Клемсон университетінің зерттеуі топырақ ылғалдылығы сенсорлары фермерлердің өнімділігін арттыра алатынын анықтады'жержаңғақ, соя немесе мақта өсірілетін тексерілген егістіктерде суару тиімділігін арттыру арқылы орташа таза табысты 20%-ға арттыру.
Тұрақты спорт алаңдары
Спорттық нысандар да топырақ сенсорларын енгізуде. Топырақ сенсорларын жасаушы Soil Scout компаниясының мәліметі бойынша, Уэмбли стадионы мен Citizens Bank Park (Philadelphia Phillies командасының үйі) су мен энергияны барынша пайдаланумен қатар, жасыл ойын алаңдарын сақтау үшін топырақ сенсорларын пайдаланатын спорттық нысандардың қатарында.
Топырақ сенсорлық технологиясының болашақ үрдістері
Жаңа үрдістерге ауыр металдар сияқты топырақ ластаушы заттарын анықтау үшін сенсор сезімталдығын арттыратын алтын немесе күміс негізіндегі нано бөлшектері бар нанотехнологиялар жатады.
Наноқосылыстармен қапталған сенсорлар топырақтың сипаттамаларын бақылап, содан кейін топырақ сапасының ауытқуына жауап ретінде оттегі сияқты қоректік заттарды бөліп шығара алады. Басқалары топырақ микробиомасын жақсарту үшін ДНҚ талдауы арқылы жауын құрттарының саны немесе микроорганизмдердің әртүрлілігі сияқты биоиндикаторларды есептейді.
Жарияланған уақыты: 09.04.2024