Sensor tanah membantu petani menilai keadaan pertumbuhan seperti ketersediaan air dan nutrien, pH tanah, suhu dan topografi

Tomato (Solanum lycopersicum L.) merupakan salah satu tanaman bernilai tinggi di pasaran dunia dan kebanyakannya ditanam di bawah pengairan. Pengeluaran tomato sering terhalang oleh keadaan yang tidak baik seperti iklim, tanah dan sumber air. Teknologi penderia telah dibangunkan dan dipasang di seluruh dunia untuk membantu petani menilai keadaan pertumbuhan seperti ketersediaan air dan nutrien, pH tanah, suhu dan topologi.
Faktor yang berkaitan dengan produktiviti tomato yang rendah. Permintaan terhadap tomato adalah tinggi dalam pasaran penggunaan segar dan dalam pasaran pengeluaran industri (pemprosesan). Hasil tomato yang rendah diperhatikan dalam banyak sektor pertanian, seperti di Indonesia, yang sebahagian besarnya mematuhi sistem pertanian tradisional. Pengenalan teknologi seperti aplikasi dan penderia berasaskan Internet of Things (IoT) telah meningkatkan hasil pelbagai tanaman dengan ketara, termasuk tomato.
Kekurangan penggunaan penderia heterogen dan moden kerana maklumat yang tidak mencukupi juga membawa kepada hasil yang rendah dalam pertanian. Pengurusan air yang bijak memainkan peranan penting dalam mengelak kegagalan tanaman terutamanya di ladang tomato.
Kelembapan tanah adalah satu lagi faktor yang menentukan hasil tomato kerana ia penting untuk pemindahan nutrien dan sebatian lain dari tanah ke tumbuhan. Mengekalkan suhu tumbuhan adalah penting kerana ia mempengaruhi kematangan daun dan buah.
Kelembapan tanah yang optimum untuk tumbuhan tomato adalah antara 60% dan 80%. Suhu yang ideal untuk pengeluaran tomato maksimum ialah antara 24 hingga 28 darjah Celsius. Di atas julat suhu ini, pertumbuhan tumbuhan dan perkembangan bunga dan buah adalah suboptimum. Jika keadaan tanah dan suhu turun naik dengan ketara, pertumbuhan tumbuhan akan menjadi perlahan dan terbantut serta tomato akan masak secara tidak sekata.
Sensor yang digunakan dalam penanaman tomato. Beberapa teknologi telah dibangunkan untuk pengurusan ketepatan sumber air, terutamanya berdasarkan teknik penderiaan proksimal dan jauh. Untuk menentukan kandungan air dalam tumbuhan, penderia digunakan yang menilai keadaan fisiologi tumbuhan dan persekitarannya. Sebagai contoh, penderia berdasarkan sinaran terahertz digabungkan dengan ukuran kelembapan boleh menentukan jumlah tekanan pada bilah.
Penderia yang digunakan untuk menentukan kandungan air dalam tumbuhan adalah berdasarkan pelbagai instrumen dan teknologi, termasuk spektroskopi impedans elektrik, spektroskopi inframerah-dekat (NIR), teknologi ultrasonik dan teknologi pengapit daun. Penderia kelembapan tanah dan penderia kekonduksian digunakan untuk menentukan struktur tanah, kemasinan dan kekonduksian.
Kelembapan tanah dan sensor suhu, serta sistem penyiraman automatik. Untuk mendapatkan hasil yang optimum, tomato memerlukan sistem penyiraman yang betul. Kekurangan air yang semakin meningkat mengancam pengeluaran pertanian dan keselamatan makanan. Penggunaan penderia yang cekap dapat memastikan penggunaan sumber air yang optimum dan memaksimumkan hasil tanaman.
Penderia kelembapan tanah menganggarkan kelembapan tanah. Sensor kelembapan tanah yang dibangunkan baru-baru ini termasuk dua plat konduktif. Apabila plat ini terdedah kepada medium pengalir (seperti air), elektron dari anod akan berhijrah ke katod. Pergerakan elektron ini akan menghasilkan arus elektrik, yang boleh dikesan menggunakan voltmeter. Sensor ini mengesan kehadiran air di dalam tanah.
Dalam sesetengah kes, penderia tanah digabungkan dengan termistor yang boleh mengukur kedua-dua suhu dan kelembapan. Data daripada penderia ini diproses dan menghasilkan satu baris, output dwiarah yang dihantar ke sistem curahan automatik. Apabila data suhu dan kelembapan mencapai ambang tertentu, suis pam air akan dihidupkan atau dimatikan secara automatik.
Bioristor ialah penderia bioelektronik. Bioelektronik digunakan untuk mengawal proses fisiologi tumbuhan dan ciri morfologinya. Baru-baru ini, sensor in vivo berdasarkan transistor elektrokimia organik (OECTs), yang biasanya dirujuk sebagai bioresistor, telah dibangunkan. Penderia digunakan dalam penanaman tomato untuk menilai perubahan dalam komposisi getah tumbuhan yang mengalir dalam xilem dan floem tumbuhan tomato yang semakin meningkat. Sensor berfungsi dalam masa nyata di dalam badan tanpa mengganggu fungsi tumbuhan.
Memandangkan bioresistor boleh ditanam terus ke dalam batang tumbuhan, ia membolehkan pemerhatian in vivo mekanisme fisiologi yang berkaitan dengan pergerakan ion dalam tumbuhan di bawah keadaan tekanan seperti kemarau, kemasinan, tekanan wap yang tidak mencukupi dan kelembapan relatif yang tinggi. Biostor juga digunakan untuk pengesanan patogen dan kawalan perosak. Sensor juga digunakan untuk memantau status air tumbuhan.