Els sensors de sòl són una solució que ha demostrat el seu mèrit a escales més petites i podria esdevenir inestimable per a fins agrícoles.
Què són els sensors de sòl?
Els sensors rastregen les condicions del sòl, permetent la recopilació i l'anàlisi de dades en temps real. Els sensors poden rastrejar gairebé qualsevol característica del sòl, com l'ADN dels microorganismes residents, per canviar l'equilibri cap a un microbioma del sòl més saludable, un major rendiment i una reducció de l'ús de recursos.
Els diversos tipus de sensors en agricultura utilitzen mètodes diversos, com ara senyals elèctrics i la mesura de la reflexió de les ones de llum, per determinar les característiques essencials del camp que poden transformar les operacions agrícoles.
Tipus de sensors de sòl
Els sensors de sòl poden mesurar les característiques del sòl com ara el contingut d'humitat, la temperatura, el pH, la salinitat, la humitat, la radiació fotosintètica i el balanç de nutrients.—principalment el vital nitrogen, fòsfor i potassi (NPK).
A més dels seus beneficis per a la gestió de cultius, com ara una millor qualitat del gra i una reducció de la lixiviació de nutrients, els sensors de sòl poden informar sobre previsions sobre recursos hídrics, estabilitat de la terra i canvi climàtic.
Altres casos d'ús inclouen la programació del reg, les avaluacions de conques hidrogràfiques, la creació de perfils d'ecologia microbiana i la prevenció de malalties de les plantes.
Beneficis de l'ús de sensors de sòl
El seguiment de l'estat del sòl ofereix molts beneficis als agricultors i jardiners, com ara un augment del rendiment dels cultius i una millora de l'eficiència dels recursos. La IoT, els serveis al núvol i la integració de la IA permeten als agricultors prendre decisions basades en dades.
Els sensors optimitzen l'ús de fertilitzants, mantenen les plantes sanes, maximitzen els recursos i minimitzen l'escolament i la desgasificació que ataquen el medi ambient. El monitoratge constant també prevé problemes, com ara brots de patògens o compactació del sòl.
El seguiment de l'estat del sòl mitjançant sensors de sòl també pot optimitzar l'ús de fertilitzants i aigua.'S'estima que aproximadament el 30% dels fertilitzants de nitrat aplicats als EUA s'escorren i contaminen les fonts d'aigua. Fins i tot els sistemes de reg hàbils poden arribar a un malbaratament d'aigua de fins al 50%, i l'agricultura és responsable del 70% del consum mundial d'aigua dolça. La capacitat de reposar la humitat del sòl de manera eficient i eficaç podria tenir un gran impacte.
Instal·lació i calibratge de sensors de sòl
Cada sensor tindrà la seva pròpia guia d'instal·lació, però la instal·lació normalment requereix excavar un forat o una trinxera dins d'una filera de cultius i col·locar els sensors a diverses profunditats, fins i tot a prop de les arrels de les plantes.
En una àrea extensa, les millors pràctiques dicten la col·locació en llocs indicatius de la resta del camp o del tipus de sòl que s'ha de gestionar, a prop d'emissors d'aigua i en contacte directe amb el sòl (és a dir, sense bosses d'aire). Els emplaçaments dels sensors també s'han de senyalitzar o marcar d'una altra manera a la superfície per evitar danys accidentals.
A més d'una instal·lació correcta, la calibració dels sensors és clau. Els sensors de sòl registren les dades d'humitat del sòl com a contingut volumètric d'aigua (VWC), i cada tipus de sòl té el seu propi VWC. Els sensors d'humitat del sòl sovint tenen sensibilitats diferents i pot ser necessari calibrar-los individualment.
Resolució de problemes
Es poden produir fallades en els equips a causa de problemes elèctrics, interferències de la fauna o cables mal connectats. Qualsevol fuita d'aire en un tensiòmetre el farà poc fiable. Assegurar la profunditat d'instal·lació correcta i els mètodes d'impermeabilització poden ajudar a evitar problemes futurs.
Les tècniques habituals de resolució de problemes inclouen:
Comprovació de la font d'alimentació i dels circuits
Neteja dels sensors sense utilitzar productes químics
Realització d'un manteniment regular per substituir les peces danyades segons les instruccions del fabricant'guia de reparació
Monitorització de la salut del sòl
Els sensors de sòl ofereixen una estratègia més precisa i simplificada per a l'avaluació de la salut del sòl. Les avaluacions convencionals del sòl són l'equivalent a una biòpsia, que pot trigar setmanes o mesos, depenent de les propietats del sòl.
Les mesures dels sensors són molt més ràpides, trigant una o dues hores per cada 50 acres. Els sensors mostren tot el necessari per a una gestió eficient dels cultius, incloent-hi el contingut d'aigua, la tensió hídrica i la presència de matèria orgànica.—un gran indicador de la salut general del sòl—sense necessitat d'extreure físicament mostres de sòl.
Integració amb sistemes de gestió agrícola
Segons un informe de StartUS Insights, els sensors de sòl són la tecnologia de monitorització del sòl amb més impacte a causa de la seva escalabilitat, eficiència i utilitat. La combinació de sensors de sòl amb altres tecnologies agrícoles emergents, com ara la cartografia del sòl basada en intel·ligència artificial, les imatges aèries, els robots automatitzats de monitorització del sòl, els seguidors d'emissions, l'anàlisi del sòl amb realitat augmentada, la nanotecnologia i la integració de blockchain, pot optimitzar la gestió agrícola.
Reptes i solucions en la tecnologia de sensors de sòl
Segons un informe de la Universitat de Nebraska del 2020, només el 12% de les granges dels EUA utilitzen sensors d'humitat del sòl per determinar els programes de reg. Els sensors de sòl s'han tornat més viables gràcies a millores significatives en l'accessibilitat, la facilitat d'ús i les capacitats de processament i visualització de dades, però calen més avenços.
Els sensors de sòl han de ser més rendibles i interoperables per a la seva adopció global. Existeixen molts tipus de sensors, cosa que provoca una manca d'estandardització i compatibilitat.
Moltes tecnologies existents es basen en sensors propietaris, cosa que pot dificultar la personalització. Els avenços en la tecnologia de sensors, com els desenvolupats per la UC Berkeley, simplifiquen la incorporació per proporcionar un seguiment de dades en directe i promoure una presa de decisions àgil en tots els camps i mercats.
Casos pràctics: Implementació amb èxit de sensors de sòl
Els sensors de sòl ajuden els agricultors a estalviar aigua i diners
Un estudi de la Universitat de Clemson va descobrir que els sensors d'humitat del sòl poden augmentar els agricultors'els ingressos nets mitjans en un 20% augmentant l'eficiència del reg en camps provats que cultivaven cacauets, soja o cotó.
Camps esportius més sostenibles
Els recintes esportius també estan adoptant sensors de sòl. L'estadi de Wembley i el Citizens Bank Park (la seu dels Philadelphia Phillies) són alguns dels recintes esportius que utilitzen sensors de sòl per mantenir superfícies de joc exuberants i maximitzar l'ús d'aigua i energia, segons el fabricant de sensors de sòl Soil Scout.
Tendències futures en la tecnologia de sensors de sòl
Les tendències emergents inclouen la nanotecnologia, amb nanopartícules basades en or o plata que augmenten la sensibilitat dels sensors per detectar contaminants del sòl com ara metalls pesants.
Els sensors recoberts amb nanocompostos podrien rastrejar les característiques del sòl i després alliberar nutrients, com ara oxigen, en resposta a la fluctuació de la qualitat del sòl. D'altres calculen bioindicadors, com ara el recompte de cucs de terra o la diversitat de microorganismes, mitjançant l'anàlisi d'ADN, per millorar el microbioma del sòl.
Data de publicació: 09 d'abril de 2024