A talajérzékelők az egyik olyan megoldás, amely kisebb méretekben is bevált, és felbecsülhetetlen értékű lehet a mezőgazdasági célokra.
Mik azok a talajérzékelők?
Az érzékelők nyomon követik a talajviszonyokat, lehetővé téve a valós idejű adatgyűjtést és elemzést.Az érzékelők szinte minden talajjellemzőt nyomon tudnak követni, például az ott élő mikroorganizmusok DNS-ét, hogy az egyensúlyt egy egészségesebb talajmikrobiom, megnövekedett hozam és csökkentett erőforrás-felhasználás felé tolják el.
A mezőgazdaságban a különböző típusú érzékelők különféle módszereket alkalmaznak, mint például az elektromos jelek és a fényhullámok visszaverődésének mérése, hogy megállapítsák azokat a lényeges terepi jellemzőket, amelyek megváltoztathatják a gazdálkodási műveleteket.
Talajérzékelők típusai
A talajérzékelők mérhetik a talaj jellemzőit, például nedvességtartalmat, hőmérsékletet, pH-t, sótartalmat, páratartalmat, fotoszintetikus sugárzást és tápanyag-egyensúlyt.—főként a létfontosságú nitrogén, foszfor és kálium (NPK).
A termésgazdálkodási előnyök mellett, mint például a jobb szemminőség és a csökkent tápanyag-kimosódás, a talajérzékelők előrejelzéseket is tudnak adni a vízkészletekkel, a talaj stabilitásával és az éghajlatváltozással kapcsolatban.
Egyéb felhasználási esetek közé tartozik az öntözés ütemezése, a vízgyűjtők felmérése, a mikrobiális ökológiai profilalkotás és a növényi betegségek megelőzése.
A talajérzékelők használatának előnyei
A talaj állapotának nyomon követése számos előnnyel jár a gazdálkodók és kertészek számára, beleértve a megnövekedett terméshozamot és a fokozott erőforrás-hatékonyságot.Az IoT, a felhőszolgáltatások és a mesterséges intelligencia integrációja lehetővé teszi a termelők számára, hogy adatvezérelt döntéseket hozzanak.
Az érzékelők optimalizálják a műtrágyafelhasználást, megőrzik a növények egészségét, maximalizálják az erőforrásokat, és minimalizálják a környezetet megtámadó elfolyást és gázképződést.A folyamatos megfigyelés megakadályozza a problémákat is, például a kórokozók kitörését vagy a talajtömörödést.
A talaj állapotának talajérzékelőkkel történő monitorozása a műtrágya- és vízfelhasználást is optimalizálhatja.Azt'Becslések szerint az Egyesült Államokban alkalmazott nitrát műtrágyák körülbelül 30%-a elmossa és szennyezi a vízforrásokat.Még a megfelelő öntözőrendszerek is elérhetik a vízpazarlás 50%-át, és a mezőgazdaság felelős a globális édesvízfelhasználás 70%-áért.A talajnedvesség hatékony és eredményes pótlásának képessége nagy hatással lehet.
Talajérzékelők telepítése és kalibrálása
Minden érzékelőnek saját telepítési útmutatója lesz, de a telepítéshez általában lyukat vagy árkot kell ásni egy terménysoron belül, és az érzékelőket több mélységben kell elhelyezni, beleértve a növény gyökerei közelében is.
Nagy területen a bevált gyakorlatok azt írják elő, hogy a tábla többi részét vagy a kezelendő talajtípust jelző helyeken, vízkibocsátók közelében és a talajjal közvetlen érintkezésben (vagyis légzsák nélkül) kell elhelyezni.A véletlen sérülések elkerülése érdekében az érzékelő helyeit is meg kell jelölni vagy más módon meg kell jelölni a felületen.
A megfelelő telepítés mellett kulcsfontosságú az érzékelő kalibrálása.A talajérzékelők a talajnedvesség-adatokat térfogati víztartalomként (VWC) regisztrálják, és minden talajtípusnak saját VWC-je van.A talajnedvesség-érzékelők gyakran eltérő érzékenységgel rendelkeznek, és előfordulhat, hogy egyedileg kell kalibrálni őket.
Hibaelhárítás
A berendezés meghibásodását elektromos problémák, a vadon élő állatok okozta interferencia vagy rosszul csatlakoztatott vezetékek okozhatják.A feszültségmérőbe szivárgó levegő megbízhatatlanná teszi azt.A megfelelő beépítési mélység és vízszigetelési módszerek biztosítása segíthet elkerülni a jövőbeni problémákat.
A gyakori hibaelhárítási technikák a következők:
A tápegység és az áramkör ellenőrzése
Az érzékelők tisztítása vegyszerek használata nélkül
Rendszeres karbantartás elvégzése a sérült alkatrészek cseréje érdekében a gyártó szerint's javítási útmutató
A talaj egészségének ellenőrzése
A talajérzékelők pontosabb, egyszerűbb stratégiát kínálnak a talajállapot-értékeléshez.A hagyományos talajértékelések egyenértékűek a biopsziával, amely hetekig vagy hónapokig tarthat, a talaj tulajdonságaitól függően.
Az érzékelő mérése sokkal gyorsabb, 50 hektáronként egy-két órát vesz igénybe.Az érzékelők mindent megjelenítenek, ami a hatékony terménygazdálkodáshoz szükséges, beleértve a víztartalmat, a víz feszültségét és a szerves anyagok jelenlétét—kiváló mutatója a talaj általános egészségi állapotának—a talajminták fizikai eltávolítása nélkül.
Integráció a gazdaságirányítási rendszerekkel
A StartUS Insights jelentése szerint skálázhatóságuk, hatékonyságuk és hasznosságuk miatt a talajérzékelők a leghatásosabb talajfigyelő technológia.A talajérzékelők kombinálása más feltörekvő gazdálkodási technológiákkal, beleértve a mesterséges intelligencia által hajtott talajtérképezést, a légi felvételeket, az automatizált talajfigyelő robotokat, az emissziókövetőket, a kiterjesztett valóság talajelemzését, a nanotechnológiát és a blokklánc-integrációt, optimalizálhatja a mezőgazdasági gazdálkodást.
Kihívások és megoldások a talajérzékelő technológiában
A University of Nebraska 2020-as jelentése alapján az amerikai gazdaságok mindössze 12%-a használ talajnedvesség-érzékelőket az öntözési ütemterv meghatározásához.A talajérzékelők életképesebbé váltak a hozzáférhetőség, a felhasználóbarátság, valamint az adatfeldolgozási és megjelenítési képességek jelentős javulása miatt, de további előrelépésre van szükség.
A talajérzékelőknek költséghatékonyabbá és interoperábilisabbá kell válniuk a globális alkalmazáshoz.Sokféle érzékelő létezik, ami a szabványosítás és a kompatibilitás hiányát eredményezi.
Sok létező technológia szabadalmaztatott érzékelőkre támaszkodik, ami megnehezítheti a testreszabást.A szenzortechnológia fejlesztései, mint például az UC Berkeley által kifejlesztett fejlesztések, leegyszerűsítik a beépítést, így élő adatok figyelhetők meg, és elősegítik az agilis döntéshozatalt a különböző területeken és piacokon.
Esettanulmányok: Talajérzékelők sikeres megvalósítása
A talajérzékelők segítenek a gazdálkodóknak vizet és pénzt takarítani
A Clemson Egyetem tanulmánya megállapította, hogy a talajnedvesség-érzékelők növelhetik a gazdálkodók számát'átlagos nettó bevétel 20%-kal az öntözés hatékonyságának növelésével a vizsgált földimogyorót, szóját vagy gyapotot termesztő területeken.
További fenntartható sportpályák
A sporttelepeken talajérzékelőket is alkalmaznak.A talajérzékelőket gyártó Soil Scout szerint a Wembley Stadion és a Citizens Bank Park (a Philadelphia Phillies otthona) azon sporthelyek közé tartoznak, amelyek talajérzékelőket használnak a buja játékfelületek fenntartására, miközben maximalizálják a víz- és energiafelhasználást.
A talajérzékelő technológia jövőbeli trendjei
A feltörekvő trendek közé tartozik a nanotechnológia , amelyben az arany- vagy ezüstalapú nanorészecskék növelik az érzékelők érzékenységét a talajszennyező anyagok, például a nehézfémek kimutatására.
A nanovegyületekkel bevont érzékelők nyomon követhetik a talaj jellemzőit, majd tápanyagokat, például oxigént szabadíthatnak fel a talaj minőségének ingadozására reagálva.Mások bioindikátorokat, például gilisztaszámot vagy mikroorganizmus-diverzitást számítanak ki DNS-elemzés segítségével, hogy javítsák a talaj mikrobiomáját.
Feladás időpontja: 2024.09.09