Sensor tanah merupakan satu penyelesaian yang telah membuktikan meritnya pada skala yang lebih kecil dan boleh menjadi tidak ternilai untuk tujuan pertanian.
Apakah Sensor Tanah?
Sensor menjejaki keadaan tanah, membolehkan pengumpulan dan analisis data masa nyata. Sensor boleh menjejaki hampir semua ciri tanah, seperti DNA mikroorganisma yang tinggal, untuk mengalihkan keseimbangan ke arah mikrobiom tanah yang lebih sihat, peningkatan hasil dan pengurangan penggunaan sumber.
Pelbagai jenis sensor dalam pertanian menggunakan pelbagai kaedah, seperti isyarat elektrik dan mengukur pantulan gelombang cahaya, untuk memastikan ciri-ciri medan penting yang boleh mengubah operasi pertanian.
Jenis-jenis Sensor Tanah
Sensor tanah boleh mengukur ciri-ciri tanah seperti kandungan lembapan, suhu, pH, kemasinan, kelembapan, sinaran fotosintesis dan keseimbangan nutrien.—terutamanya nitrogen, fosforus dan kalium (NPK) yang penting.
Selain manfaat pengurusan tanaman mereka, seperti kualiti bijirin yang lebih baik dan pengurangan larut lesap nutrien, sensor tanah boleh memaklumkan ramalan tentang sumber air, kestabilan tanah dan perubahan iklim.
Kes penggunaan lain termasuk penjadualan pengairan, penilaian kawasan tadahan air, pemprofilan ekologi mikrob dan pencegahan penyakit tumbuhan.
Manfaat Menggunakan Sensor Tanah
Penjejakan status tanah memberikan banyak manfaat untuk petani dan tukang kebun, termasuk peningkatan hasil tanaman dan peningkatan kecekapan sumber. IoT, perkhidmatan awan dan penyepaduan AI membolehkan penanam membuat keputusan berasaskan data.
Sensor mengoptimumkan penggunaan baja, memastikan tumbuhan sihat, memaksimumkan sumber dan meminimumkan larian dan gas buangan yang menyerang alam sekitar. Pemantauan berterusan juga mencegah masalah seperti wabak patogen atau pemadatan tanah.
Pemantauan keadaan tanah menggunakan sensor tanah juga boleh mengoptimumkan penggunaan baja dan air.'Dianggarkan bahawa kira-kira 30% baja nitrat yang digunakan di AS akan dihanyutkan dan mencemari sumber air. Malah sistem pengairan yang mahir boleh mencapai sehingga 50% pembaziran air, dan pertanian bertanggungjawab untuk 70% penggunaan air tawar global. Keupayaan untuk menambah kelembapan tanah dengan cekap dan berkesan boleh memberi impak yang besar.
Memasang dan Menentukur Sensor Tanah
Setiap sensor akan mempunyai panduan pemasangannya sendiri, tetapi pemasangan biasanya memerlukan penggalian lubang atau parit dalam barisan tanaman dan meletakkan sensor pada pelbagai kedalaman, termasuk berhampiran akar tumbuhan.
Di kawasan yang luas, amalan terbaik menetapkan penempatan di tapak yang menunjukkan seluruh ladang atau jenis tanah yang hendak diuruskan, berhampiran dengan pemancar air dan bersentuhan langsung dengan tanah (iaitu, tiada poket udara). Tapak sensor juga harus ditanda atau ditandakan pada permukaan untuk mengelakkan kerosakan tidak sengaja.
Selain pemasangan yang betul, penentukuran sensor adalah kunci. Sensor tanah mendaftarkan data kelembapan tanah sebagai Kandungan Air Isipadu (VWC), dan setiap jenis tanah mempunyai VWCnya sendiri. Sensor kelembapan tanah selalunya mempunyai sensitiviti yang berbeza, dan mungkin perlu dikalibrasi secara individu.
Penyelesaian masalah
Kegagalan peralatan mungkin berlaku disebabkan oleh masalah elektrik, gangguan daripada hidupan liar atau wayar yang salah sambungan. Sebarang kebocoran udara ke dalam tensiometer akan menjadikannya tidak boleh dipercayai. Memastikan kedalaman pemasangan dan kaedah kalis air yang betul dapat membantu mengelakkan masalah pada masa hadapan.
Teknik penyelesaian masalah yang biasa termasuk:
Memeriksa bekalan kuasa dan litar
Membersihkan sensor tanpa menggunakan bahan kimia
Melakukan penyelenggaraan berkala untuk menggantikan bahagian yang rosak mengikut arahan pengilang'panduan pembaikan
Memantau Kesihatan Tanah
Sensor tanah menawarkan strategi yang lebih tepat dan diperkemas untuk penilaian kesihatan tanah. Penilaian tanah konvensional adalah bersamaan dengan biopsi, yang boleh mengambil masa beberapa minggu atau bulan, bergantung pada sifat tanah.
Pengukuran sensor jauh lebih pantas, mengambil masa satu atau dua jam bagi setiap 50 ekar. Sensor memaparkan semua yang diperlukan untuk pengurusan tanaman yang cekap, termasuk kandungan air, ketegangan air dan kehadiran bahan organik.—penunjuk yang baik untuk kesihatan tanah secara keseluruhan—tanpa perlu mengeluarkan sampel tanah secara fizikal.
Integrasi dengan Sistem Pengurusan Ladang
Menurut laporan StartUS Insights, sensor tanah merupakan teknologi pemantauan tanah yang paling berkesan disebabkan oleh kebolehskalaan, kecekapan dan utilitinya. Menggabungkan sensor tanah dengan teknologi pertanian lain yang sedang berkembang pesat, termasuk pemetaan tanah berkuasa AI, pengimejan udara, robot pemantauan tanah automatik, penjejak pelepasan, analisis tanah realiti terimbuh, nanoteknologi dan integrasi rantaian blok, dapat mengoptimumkan pengurusan ladang.
Cabaran dan Penyelesaian dalam Teknologi Sensor Tanah
Berdasarkan laporan Universiti Nebraska 2020, hanya 12% ladang AS menggunakan sensor kelembapan tanah untuk menentukan jadual pengairan. Sensor tanah telah menjadi lebih berdaya maju disebabkan oleh penambahbaikan yang ketara dalam kebolehcapaian, mesra pengguna dan keupayaan pemprosesan dan paparan data, tetapi lebih banyak kemajuan diperlukan.
Sensor tanah mesti menjadi lebih cekap kos dan boleh dikendalikan secara saling beroperasi untuk penerimaan global. Terdapat banyak jenis sensor, yang mengakibatkan kekurangan penyeragaman dan keserasian.
Banyak teknologi sedia ada bergantung pada sensor proprietari, yang boleh menyukarkan penyesuaian. Kemajuan dalam teknologi sensor, seperti yang dibangunkan oleh UC Berkeley, memudahkan onboarding untuk menyediakan pemantauan data langsung dan menggalakkan pembuatan keputusan yang tangkas merentasi bidang dan pasaran.
Kajian Kes: Pelaksanaan Sensor Tanah yang Berjaya
Sensor Tanah Membantu Petani Menjimatkan Air dan Wang
Satu kajian Universiti Clemson mendapati bahawa sensor kelembapan tanah boleh meningkatkan petani'purata pendapatan bersih sebanyak 20% dengan meningkatkan kecekapan pengairan di ladang yang diuji yang menanam kacang tanah, kacang soya atau kapas.
Lebih Banyak Padang Sukan Lestari
Tempat-tempat sukan juga menggunakan sensor tanah. Stadium Wembley dan Citizens Bank Park (kandang bagi Philadelphia Phillies) adalah antara tempat sukan yang menggunakan sensor tanah untuk mengekalkan permukaan permainan yang subur sambil memaksimumkan penggunaan air dan tenaga, menurut pembuat sensor tanah Soil Scout.
Trend Masa Depan dalam Teknologi Sensor Tanah
Trend yang sedang muncul termasuk nanoteknologi, dengan nano-zarah berasaskan emas atau perak yang meningkatkan kepekaan sensor untuk mengesan bahan pencemar tanah seperti logam berat.
Sensor yang disalut dengan sebatian nano boleh menjejaki ciri-ciri tanah dan kemudian melepaskan nutrien, seperti oksigen, sebagai tindak balas kepada kualiti tanah yang berubah-ubah. Sensor lain mengira bioindikator, seperti bilangan cacing tanah, atau kepelbagaian mikroorganisma, melalui analisis DNA, untuk meningkatkan mikrobiom tanah.
Masa siaran: 9-Apr-2024