Els sensors del sòl són una solució que ha demostrat el seu mèrit a escala més petita i que podria ser inestimable per a finalitats agrícoles.
Què són els sensors del sòl?
Els sensors fan un seguiment de les condicions del sòl, permetent la recollida 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, augmentar el rendiment i reduir l'ús de recursos.
Els diferents tipus de sensors a l'agricultura utilitzen mètodes diversos, com ara senyals elèctrics i mesurar la reflexió de les ones de llum, per determinar les característiques essencials del camp que poden transformar les operacions agrícoles.
Tipus de sensors del sòl
Els sensors del 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 l'equilibri de nutrients.—principalment el nitrogen vital, el fòsfor i el potassi (NPK).
A més dels seus beneficis en la gestió dels cultius, com ara una millor qualitat del gra i la reducció de la lixiviació de nutrients, els sensors del sòl poden informar les previsions sobre els recursos hídrics, l'estabilitat de la terra i el canvi climàtic.
Altres casos d'ús inclouen la programació del reg, les avaluacions de conques hidrogràfiques, el perfil 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 per als agricultors i jardiners, com ara l'augment del rendiment dels cultius i l'eficiència dels recursos.IoT, serveis al núvol i integració d'IA permeten als productors prendre decisions basades en dades.
Els sensors optimitzen l'ús de fertilitzants, mantenen les plantes sanes, maximitzen els recursos i minimitzen l'escorrentia i les emissions de gasos que ataquen el medi ambient.El seguiment constant també evita problemes, com ara brots de patògens o compactació del sòl.
El seguiment de l'estat del sòl mitjançant sensors del sòl també pot optimitzar l'ús de fertilitzants i aigua.Això'S'estima que aproximadament el 30% dels fertilitzants nitrats que s'apliquen als Estats Units esborran i contamina les fonts d'aigua.Fins i tot els sistemes de reg adients poden arribar al 50% de malbaratament d'aigua, i l'agricultura és responsable del 70% de l'ús global d'aigua dolça.La capacitat de reposar de manera eficient i eficaç la humitat del sòl 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 cavar un forat o rasa dins d'una fila de cultiu i col·locar els sensors a diverses profunditats, fins i tot a prop de les arrels de la planta.
En una àrea gran, les bones pràctiques dicten la col·locació en llocs indicatius de la resta del camp o del tipus de sòl a gestionar, prop dels emissors d'aigua i en contacte directe amb el sòl (és a dir, sense bosses d'aire).Els llocs dels sensors també s'han de marcar o marcar d'una altra manera a la superfície per evitar danys accidentals.
A més d'una instal·lació adequada, la calibració del sensor és clau.Els sensors del 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 solen tenir sensibilitats diferents i és possible que s'hagin de calibrar individualment.
Resolució de problemes
Es poden produir fallades de l'equip a causa de problemes elèctrics, interferències de la fauna o cables connectats malament.Qualsevol fuga d'aire a un tensiòmetre farà que no sigui fiable.Assegurar la profunditat d'instal·lació correcta i els mètodes d'impermeabilització pot 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 de manteniment periòdic per substituir les peces danyades segons el fabricant'guia de reparació
Seguiment de la salut del sòl
Els sensors del sòl ofereixen una estratègia més precisa i racionalitzada 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 del sensor són molt més ràpides, triguen una o dues hores per cada 50 acres.Els sensors mostren tot el necessari per a una gestió eficient dels cultius, inclòs el contingut d'aigua, la tensió de l'aigua i la presència de matèria orgànica—un gran indicador de la salut general del sòl—sense necessitat de treure físicament mostres de sòl.
Integració amb sistemes de gestió agrícoles
Segons un informe de StartUS Insights, els sensors del sòl són la tecnologia de monitorització del sòl més impactant a causa de la seva escalabilitat, eficiència i utilitat.La combinació de sensors del sòl amb altres tecnologies agrícoles en creixement, com ara la cartografia del sòl impulsada per IA, imatges aèries, robots automatitzats de monitorització del sòl, rastrejadors d'emissions, anàlisi de sòls de realitat augmentada, nanotecnologia i integració de cadena de blocs, pot optimitzar la gestió de la granja.
Reptes i solucions en tecnologia de sensors de sòls
Segons un informe de la Universitat de Nebraska del 2020, només el 12% de les granges dels Estats Units utilitzen sensors d'humitat del sòl per determinar els horaris de reg.Els sensors del sòl s'han tornat més viables a causa de millores significatives en l'accessibilitat, la facilitat d'ús i les capacitats de processament i visualització de dades, però calen més avenços.
Els sensors del sòl han de ser més rendibles i interoperables per a l'adopció global.Existeixen molts tipus de sensors, la qual cosa comporta una manca d'estandardització i compatibilitat.
Moltes tecnologies existents es basen en sensors propietaris, que poden dificultar la personalització.Els avenços en la tecnologia de sensors, com els desenvolupats per UC Berkeley, simplifiquen la incorporació per proporcionar un seguiment de les dades en directe i promoure la presa de decisions àgil en tots els camps i mercats.
Cas pràctics: Implementació amb èxit de sensors de sòl
Els sensors del sòl ajuden els agricultors a estalviar aigua i diners
Un estudi de la Universitat de Clemson va trobar que els sensors d'humitat del sòl poden augmentar els agricultors'ingressos nets mitjans en un 20% augmentant l'eficiència del reg en camps provats que van conrear cacauets, soja o cotó.
Camps esportius més sostenibles
Les instal·lacions esportives també estan adoptant sensors de sòl.L'estadi de Wembley i el Citizens Bank Park (la casa dels Philadelphia Phillies) es troben entre les instal·lacions esportives que utilitzen sensors del sòl per mantenir superfícies de joc exuberants alhora que maximitzen l'ús d'aigua i energia, segons el fabricant de sensors de sòl Soil Scout.
Tendències futures en tecnologia de sensors de sòls
Les tendències emergents inclouen la nanotecnologia, amb nanopartícules basades en or o plata que augmenten la sensibilitat del sensor per detectar contaminants del sòl com els metalls pesants.
Els sensors recoberts de nanocompostos podrien fer un seguiment de les característiques del sòl i després alliberar nutrients, com l'oxigen, en resposta a la qualitat del sòl fluctuant.Altres calculen bioindicadors, com el recompte de cucs de terra, o la diversitat de microorganismes, mitjançant l'anàlisi d'ADN, per millorar el microbioma del sòl.
Hora de publicació: abril-09-2024