Қызанақ (Solanum lycopersicum L.) әлемдік нарықтағы жоғары құнды дақылдардың бірі болып табылады және негізінен суармалы жерде өсіріледі. Қызанақ өндірісі көбінесе климат, топырақ және су ресурстары сияқты қолайсыз жағдайларға байланысты қиындайды. Фермерлерге су мен қоректік заттардың қолжетімділігі, топырақтың рН деңгейі, температура және топология сияқты өсу жағдайларын бағалауға көмектесу үшін бүкіл әлемде сенсорлық технологиялар әзірленіп, орнатылды.
Қызанақ өнімділігінің төмендігімен байланысты факторлар. Қызанақ өніміне деген сұраныс жаңа тұтыну нарықтарында да, өнеркәсіптік (өңдеу) өндіріс нарықтарында да жоғары. Көптеген ауыл шаруашылығы салаларында, мысалы, дәстүрлі егіншілік жүйелерін ұстанатын Индонезияда қызанақ өнімділігінің төмендігі байқалады. Заттар интернетіне (IoT) негізделген қосымшалар мен сенсорлар сияқты технологиялардың енгізілуі қызанақты қоса алғанда, әртүрлі дақылдардың өнімділігін айтарлықтай арттырды.
Ақпараттың жеткіліксіздігіне байланысты гетерогенді және заманауи сенсорларды пайдаланбау ауыл шаруашылығында өнімділіктің төмендеуіне әкеледі. Суды ақылмен басқару, әсіресе қызанақ плантацияларында, егіннің жойылуын болдырмауда маңызды рөл атқарады.
Топырақтың ылғалдылығы қызанақ өнімділігін анықтайтын тағы бір фактор болып табылады, себебі ол топырақтан өсімдікке қоректік заттар мен басқа қосылыстардың берілуі үшін маңызды. Өсімдік температурасын сақтау маңызды, себебі ол жапырақтар мен жемістердің пісуіне әсер етеді.
Қызанақ өсімдіктері үшін оңтайлы топырақ ылғалдылығы 60%-дан 80%-ға дейін. Қызанақтың максималды өнімі үшін оңтайлы температура 24-тен 28 градусқа дейін. Бұл температура диапазонынан жоғары өсімдіктердің өсуі, гүлденуі мен жемісінің дамуы оңтайлы емес. Егер топырақ жағдайлары мен температура айтарлықтай өзгерсе, өсімдіктердің өсуі баяу және артта қалады, ал қызанақ біркелкі піспейді.
Қызанақ өсіруде қолданылатын сенсорлар. Су ресурстарын дәл басқару үшін бірнеше технологиялар әзірленді, негізінен жақын және қашықтықтан зондтау әдістеріне негізделген. Өсімдіктердегі су мөлшерін анықтау үшін өсімдіктердің физиологиялық жағдайын және олардың қоршаған ортасын бағалайтын сенсорлар қолданылады. Мысалы, терагерц сәулеленуіне негізделген сенсорлар ылғалдылық өлшемдерімен біріктіріліп, пышаққа түсетін қысым мөлшерін анықтай алады.
Өсімдіктердегі су мөлшерін анықтау үшін қолданылатын сенсорлар электрлік импеданс спектроскопиясы, жақын инфрақызыл (NIR) спектроскопиясы, ультрадыбыстық технология және жапырақ қысқыш технологиясы сияқты әртүрлі құралдар мен технологияларға негізделген. Топырақ ылғалдылығы сенсорлары мен өткізгіштік сенсорлары топырақ құрылымын, тұздылығын және өткізгіштігін анықтау үшін қолданылады.
Топырақтың ылғалдылығы мен температурасының датчиктері, сондай-ақ автоматты суару жүйесі. Оңтайлы өнім алу үшін қызанақтарға тиісті суару жүйесі қажет. Су тапшылығының артуы ауыл шаруашылығы өндірісі мен азық-түлік қауіпсіздігіне қауіп төндіреді. Тиімді датчиктерді пайдалану су ресурстарын оңтайлы пайдалануды қамтамасыз етеді және дақылдардың өнімділігін арттырады.
Топырақ ылғалдылық сенсорлары топырақтың ылғалдылығын бағалайды. Жақында жасалған топырақ ылғалдылық сенсорлары екі өткізгіш пластинаны қамтиды. Бұл пластиналар өткізгіш ортаға (мысалы, суға) ұшыраған кезде, анодтан электрондар катодқа ауысады. Электрондардың бұл қозғалысы электр тогын тудырады, оны вольтметр арқылы анықтауға болады. Бұл сенсор топырақта судың бар-жоғын анықтайды.
Кейбір жағдайларда топырақ сенсорлары температура мен ылғалдылықты өлшей алатын термисторлармен біріктіріледі. Бұл сенсорлардан алынған деректер өңделеді және автоматтандырылған жуу жүйесіне жіберілетін бір жолды, екі бағытты шығыс жасайды. Температура мен ылғалдылық деректері белгілі бір шекті мәндерге жеткенде, су сорғысының қосқышы автоматты түрде қосылады немесе өшіріледі.
Биористор - биоэлектрондық сенсор. Биоэлектроника өсімдіктердің физиологиялық процестерін және олардың морфологиялық сипаттамаларын басқару үшін қолданылады. Жақында органикалық электрохимиялық транзисторларға (OECT) негізделген in vivo сенсоры, әдетте биорезисторлар деп аталады, жасалды. Сенсор қызанақ өсіруде өсіп келе жатқан қызанақ өсімдіктерінің ксилемасы мен флоэмасында ағып жатқан өсімдік шырынының құрамындағы өзгерістерді бағалау үшін қолданылды. Сенсор өсімдіктің жұмысына кедергі келтірмей, дененің ішінде нақты уақыт режимінде жұмыс істейді.
Биорезисторды өсімдік сабақтарына тікелей имплантациялауға болатындықтан, ол құрғақшылық, тұздылық, бу қысымының жеткіліксіздігі және жоғары салыстырмалы ылғалдылық сияқты стресстік жағдайларда өсімдіктердегі иондардың қозғалысымен байланысты физиологиялық механизмдерді in vivo бақылауға мүмкіндік береді. Biostor сонымен қатар патогендерді анықтау және зиянкестермен күресу үшін қолданылады. Сенсор өсімдіктердің су жағдайын бақылау үшін де қолданылады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 1 тамыз