Jordsensorer är en lösning som har bevisat sin fördel i mindre skalor och som kan bli ovärderlig för jordbruksändamål.
Vad är jordsensorer?
Sensorer spårar markförhållandena, vilket möjliggör datainsamling och analys i realtid.Sensorer kan spåra nästan alla jordegenskaper, som DNA från inhemska mikroorganismer, för att flytta balansen mot en friskare jordmikrobiom, ökad avkastning och minskad resursanvändning.
De olika typerna av sensorer inom jordbruket använder olika metoder, såsom elektriska signaler och mätning av reflektion av ljusvågor, för att fastställa de väsentliga fältegenskaperna som kan förändra jordbruksverksamheten.
Typer av jordsensorer
Jordsensorer kan mäta markegenskaper som fukthalt, temperatur, pH, salthalt, fuktighet, fotosyntetisk strålning och näringsbalans—främst det livsviktiga kvävet, fosforn och kalium (NPK).
Förutom deras fördelar med grödor, såsom bättre spannmålskvalitet och minskat näringsläckage, kan jordsensorer informera om prognoser kring vattenresurser, markstabilitet och klimatförändringar.
Andra användningsfall inkluderar bevattningsplanering, bedömningar av vattendelar, profilering av mikrobiell ekologi och förebyggande av växtsjukdomar.
Fördelar med att använda jordsensorer
Att spåra markens status ger många fördelar för jordbrukare och trädgårdsmästare, inklusive ökad skörd och ökad resurseffektivitet.IoT, molntjänster och AI-integration tillåter odlare att fatta datadrivna beslut.
Sensorer optimerar användningen av gödselmedel, håller växterna friska, maximerar resurserna och minimerar avrinning och avgasning som angriper miljön.Ständig övervakning förhindrar också problem, som patogenutbrott eller jordpackning.
Övervakning av markens tillstånd med hjälp av jordsensorer kan också optimera användningen av gödningsmedel och vatten.Det's uppskattar att cirka 30 % av det nitratgödselmedel som appliceras i USA sköljer bort och förorenar vattenkällor.Även skickliga bevattningssystem kan nå upp till 50 % vattenslöseri, och jordbruket står för 70 % av den globala sötvattenanvändningen.Möjligheten att effektivt och effektivt fylla på markfuktigheten kan ha stor inverkan.
Installation och kalibrering av jordsensorer
Varje sensor kommer att ha sin egen installationsguide, men installationen kräver vanligtvis att man gräver ett hål eller ett dike i en gröda och placerar sensorerna på flera djup, inklusive nära växtrötterna.
Över ett stort område föreskriver bästa praxis placering på platser som indikerar resten av fältet eller jordtyp som ska hanteras, nära vattenutsläppare och i direkt kontakt med jord (dvs. inga luftfickor).Sensorplatser bör också flaggas eller på annat sätt märkas på ytan för att undvika oavsiktlig skada.
Förutom korrekt installation är sensorkalibrering nyckeln.Jordsensorer registrerar markfuktighetsdata som Volumetric Water Content (VWC), och varje typ av jord har sin egen VWC.Markfuktighetssensorer har ofta olika känslighet och kan behöva kalibreras individuellt.
Felsökning
Utrustningsfel kan uppstå på grund av elektriska problem, störningar från vilda djur eller felanslutna ledningar.All luft som läcker in i en tensiometer kommer att göra den opålitlig.Att säkerställa korrekt installationsdjup och vattentätningsmetoder kan hjälpa till att undvika framtida problem.
Vanliga felsökningstekniker inkluderar:
Kontrollera strömförsörjning och kretsar
Rengöring av sensorerna utan att använda kemikalier
Utföra regelbundet underhåll för att byta ut skadade delar enligt tillverkaren's reparationsguide
Övervakning av markens hälsa
Jordsensorer erbjuder en mer exakt, strömlinjeformad strategi för markhälsobedömning.Konventionella markbedömningar är likvärdiga med en biopsi, som kan ta veckor eller månader, beroende på markens egenskaper.
Sensormätningar är mycket snabbare och tar en timme eller två per 50 hektar.Sensorerna visar allt som behövs för effektiv grödahantering, inklusive vattenhalt, vattenspänning och närvaron av organiskt material—en bra indikator på övergripande markhälsa—utan att behöva fysiskt ta bort jordprover.
Integration med Farm Management Systems
Enligt en StartUS Insights-rapport är jordsensorer den mest effektiva markövervakningstekniken på grund av deras skalbarhet, effektivitet och användbarhet.Genom att kombinera jordsensorer med andra växande jordbrukstekniker, inklusive AI-driven jordkartläggning, flygbilder, automatiserade markövervakningsrobotar, utsläppsmätare, jordanalys med förstärkt verklighet, nanoteknik och blockchain-integration, kan gårdsförvaltningen optimeras.
Utmaningar och lösningar inom marksensorteknik
Baserat på en rapport från University of Nebraska från 2020 använder endast 12 % av de amerikanska gårdarna jordfuktighetssensorer för att fastställa bevattningsscheman.Jordsensorer har blivit mer livskraftiga på grund av betydande förbättringar av tillgänglighet, användarvänlighet och databearbetning och visningsmöjligheter, men fler framsteg behövs.
Jordsensorer måste bli mer kostnadseffektiva och driftskompatibla för global användning.Det finns många typer av sensorer, vilket resulterar i bristande standardisering och kompatibilitet.
Många befintliga teknologier är beroende av patenterade sensorer, vilket kan göra anpassning svår.Framsteg inom sensorteknologi, som de som utvecklats av UC Berkeley, förenklar introduktionen för att tillhandahålla livedataövervakning och främja agilt beslutsfattande över områden och marknader.
Fallstudier: Framgångsrik implementering av jordsensorer
Jordsensorer hjälper jordbrukare att spara vatten och pengar
En studie från Clemson University visade att jordfuktighetssensorer kan öka bönderna'genomsnittlig nettoinkomst med 20 % genom att öka bevattningseffektiviteten i testade fält som odlade jordnötter, sojabönor eller bomull.
Fler hållbara idrottsplatser
Även idrottsplatser antar jordsensorer.Wembley Stadium och Citizens Bank Park (hemmet för Philadelphia Phillies) är bland de idrottsplatser som använder jordsensorer för att upprätthålla frodiga spelytor samtidigt som vatten- och energianvändningen maximeras, enligt jordsensortillverkaren Soil Scout.
Framtida trender inom marksensorteknik
Nya trender inkluderar nanoteknik, med guld- eller silverbaserade nanopartiklar som ökar sensorernas känslighet för att upptäcka jordföroreningar som tungmetaller.
Sensorer belagda med nano-föreningar kan spåra markens egenskaper och sedan frigöra näringsämnen, såsom syre, som svar på fluktuerande jordkvalitet.Andra beräknar bioindikatorer, som antal daggmaskar eller mikroorganismernas mångfald, genom DNA-analys, för att förbättra markens mikrobiomet.
Posttid: 2024-09-09