Pinnasesensorid on üks lahendus, mis on oma väärtust tõestanud väiksemates mastaabides ja võib põllumajanduslikel eesmärkidel hindamatuks osutuda.
Mis on mullasensorid?
Andurid jälgivad mulla tingimusi, võimaldades reaalajas andmete kogumist ja analüüsi. Andurid suudavad jälgida peaaegu kõiki mulla omadusi, näiteks seal elavate mikroorganismide DNA-d, et nihutada tasakaalu tervislikuma mulla mikrobioomi, suurema saagikuse ja väiksema ressursikasutuse suunas.
Põllumajanduses kasutatavad erinevat tüüpi andurid kasutavad põllumajandustegevust muutvate oluliste põlluomaduste kindlakstegemiseks mitmesuguseid meetodeid, näiteks elektrilisi signaale ja valguslainete peegelduse mõõtmist.
Pinnaseandurite tüübid
Mullasensorid suudavad mõõta mulla omadusi, nagu niiskusesisaldus, temperatuur, pH, soolsus, õhuniiskus, fotosünteetiline kiirgus ja toitainete tasakaal.—peamiselt elutähtsat lämmastikku, fosforit ja kaaliumi (NPK).
Lisaks põllukultuuride majandamise eelistele, nagu parem teravilja kvaliteet ja vähenenud toitainete leostumine, saavad mullasensorid anda teavet veevarude, maa stabiilsuse ja kliimamuutuste kohta.
Muud kasutusjuhud hõlmavad niisutusgraafiku koostamist, valgalade hindamist, mikroobide ökoloogia profiilide koostamist ja taimehaiguste ennetamist.
Pinnaseandurite kasutamise eelised
Mulla seisundi jälgimine pakub põllumeestele ja aednikele palju eeliseid, sealhulgas suuremat saagikust ja paremat ressursitõhusust. Asjade internet, pilveteenused ja tehisintellekti integratsioon võimaldavad kasvatajatel teha andmepõhiseid otsuseid.
Andurid optimeerivad väetiste kasutamist, hoiavad taimi tervena, maksimeerivad ressursse ning minimeerivad keskkonda kahjustavat äravoolu ja gaaside eraldumist. Pidev jälgimine ennetab ka probleeme, nagu patogeenide puhangud või mulla tihenemine.
Pinnase seisundi jälgimine mullaandurite abil aitab optimeerida ka väetise ja vee kasutamist.'Hinnanguliselt uhub umbes 30% USA-s kasutatavast nitraatväetisest minema ja saastab veevarusid. Isegi osavad niisutussüsteemid võivad ulatuda kuni 50% vee raiskamiseni ning põllumajandus vastutab 70% ülemaailmsest magevee tarbimisest. Võimekus mulla niiskust tõhusalt ja tulemuslikult taastada võib avaldada suurt mõju.
Pinnaseandurite paigaldamine ja kalibreerimine
Igal anduril on oma paigaldusjuhend, kuid paigaldamine nõuab tavaliselt augu või kraavi kaevamist põllukultuuride reale ja andurite paigutamist mitmele sügavusele, sealhulgas taimejuurte lähedale.
Suurel alal soovitavad parimad tavad paigutada andurid kohtadesse, mis viitavad ülejäänud põllule või mullatüübile, mida hallatakse, veeeraldajate lähedale ja otsesesse kontakti mullaga (st õhutaskuteta). Andurite asukohad tuleks ka pinnale lipukestega märgistada või muul viisil märgistada, et vältida juhuslikke kahjustusi.
Lisaks korrektsele paigaldamisele on andurite kalibreerimine võtmetähtsusega. Mullasensorid registreerivad mulla niiskuseandmeid mahulise veesisaldusena (VWC) ja igal mullatüübil on oma VWC. Mulla niiskusesensoritel on sageli erinev tundlikkus ja neid võib vaja minna eraldi kalibreerida.
Veaotsing
Seadmete rikkeid võivad põhjustada elektriprobleemid, metsloomade tekitatud häired või valesti ühendatud juhtmed. Igasugune õhuleke tensiomeetrisse muudab selle ebausaldusväärseks. Õige paigaldussügavuse ja veekindluse meetodite tagamine aitab vältida tulevasi probleeme.
Levinud tõrkeotsingu tehnikad hõlmavad järgmist:
Toiteallika ja vooluringi kontrollimine
Andurite puhastamine ilma kemikaalideta
Regulaarse hoolduse teostamine, et asendada kahjustatud osad vastavalt tootja juhistele'remondijuhend
Pinnase tervise jälgimine
Mullasensorid pakuvad täpsemat ja sujuvamat strateegiat mulla tervise hindamiseks. Tavapärased mulla hindamised on samaväärsed biopsiaga, mis võib võtta nädalaid või kuid, olenevalt mulla omadustest.
Anduritega mõõtmised on palju kiiremad, võttes aega tund või kaks iga 50 aakri kohta. Andurid kuvavad kõike, mis on vajalik tõhusa põllukultuuride majandamise jaoks, sealhulgas veesisaldust, veepinget ja orgaanilise aine olemasolu.—suurepärane näitaja mulla üldisest tervisest—ilma et oleks vaja mullaproove füüsiliselt eemaldada.
Integratsioon talumajapidamissüsteemidega
StartUS Insightsi aruande kohaselt on mullasensorid oma skaleeritavuse, tõhususe ja kasulikkuse tõttu kõige mõjukam mulla seiretehnoloogia. Mullasensorite kombineerimine teiste kiiresti arenevate põllumajandustehnoloogiatega, sealhulgas tehisintellektil põhineva mulla kaardistamise, õhust pildistamise, automatiseeritud mulla seirerobotite, heitkoguste jälgijate, liitreaalsuse mullaanalüüsi, nanotehnoloogia ja plokiahela integratsiooniga, aitab optimeerida põllumajanduse juhtimist.
Pinnasessensorite tehnoloogia väljakutsed ja lahendused
Nebraska ülikooli 2020. aasta aruande kohaselt kasutab vaid 12% USA farmidest niisutusgraafikute määramiseks mulla niiskuseandureid. Mullaandurid on muutunud elujõulisemaks tänu olulisele paranemisele ligipääsetavuse, kasutajasõbralikkuse ning andmetöötlus- ja kuvamisvõimaluste osas, kuid vaja on rohkem edusamme.
Pinnaseseire sensorid peavad ülemaailmseks kasutuselevõtuks muutuma kulutõhusamaks ja koostalitlusvõimelisemaks. Andureid on mitut tüüpi, mistõttu puudub standardiseeritud ja ühilduv.
Paljud olemasolevad tehnoloogiad tuginevad patenteeritud anduritele, mis võib kohandamise keeruliseks muuta. Anduritehnoloogia edusammud, näiteks UC Berkeley väljatöötatud, lihtsustavad kasutuselevõttu, pakkudes reaalajas andmete jälgimist ja edendades paindlikku otsuste langetamist erinevates valdkondades ja turgudel.
Juhtumiuuringud: Pinnasesandurite edukas rakendamine
Pinnasesensorid aitavad põllumeestel vett ja raha säästa
Clemsoni ülikooli uuring näitas, et mulla niiskuseandurid võivad põllumeestele rohkem infot anda.'keskmist puhaskasumit 20% võrra, suurendades niisutamise efektiivsust testitud põldudel, kus kasvatati maapähkleid, sojaubasid või puuvilla.
Jätkusuutlikumad spordiväljakud
Spordirajatised võtavad samuti kasutusele pinnaseandureid. Pinnaseandurite tootja Soil Scout andmetel on Wembley staadion ja Citizens Bank Park (Philadelphia Philliesi kodustaadion) spordirajatiste seas, mis kasutavad pinnaseandureid lopsakate mängupindade säilitamiseks, maksimeerides samal ajal vee ja energia kasutamist.
Pinnasesensorite tehnoloogia tulevikutrendid
Tärkavate trendide hulka kuulub nanotehnoloogia, kus kulla- või hõbedapõhised nanoosakesed suurendavad andurite tundlikkust pinnase saasteainete, näiteks raskmetallide, tuvastamisel.
Nanoühenditega kaetud andurid võiksid jälgida mulla omadusi ja seejärel vabastada toitaineid, näiteks hapnikku, vastuseks kõikuvale mullakvaliteedile. Teised arvutavad DNA analüüsi abil bioindikaatoreid, näiteks vihmausside arvu või mikroorganismide mitmekesisust, et parandada mulla mikrobioomi.
Postituse aeg: 09.04.2024