El tomàquet (Solanum lycopersicum L.) és un dels cultius d'alt valor al mercat mundial i es conrea principalment sota regadiu. La producció de tomàquets sovint es veu obstaculitzada per condicions desfavorables com el clima, el sòl i els recursos hídrics. S'han desenvolupat i instal·lat tecnologies de sensors arreu del món per ajudar els agricultors a avaluar les condicions de cultiu com la disponibilitat d'aigua i nutrients, el pH del sòl, la temperatura i la topologia.
Factors associats amb la baixa productivitat dels tomàquets. La demanda de tomàquets és alta tant als mercats de consum en fresc com als mercats de producció industrial (de processament). S'observen baixos rendiments de tomàquet en molts sectors agrícoles, com ara a Indonèsia, que s'adhereix en gran mesura als sistemes agrícoles tradicionals. La introducció de tecnologies com ara aplicacions i sensors basats en la Internet de les Coses (IoT) ha augmentat significativament el rendiment de diversos cultius, inclosos els tomàquets.
La manca d'ús de sensors heterogenis i moderns a causa d'informació insuficient també condueix a baixos rendiments en l'agricultura. Una gestió intel·ligent de l'aigua juga un paper important per evitar el fracàs dels cultius, especialment en les plantacions de tomàquet.
La humitat del sòl és un altre factor que determina el rendiment del tomàquet, ja que és essencial per a la transferència de nutrients i altres compostos del sòl a la planta. Mantenir la temperatura de la planta és important, ja que afecta la maduresa de les fulles i els fruits.
La humitat òptima del sòl per a les plantes de tomàquet es troba entre el 60% i el 80%. La temperatura ideal per a la producció màxima de tomàquets es troba entre els 24 i els 28 graus Celsius. Per sobre d'aquest rang de temperatura, el creixement de la planta i el desenvolupament de flors i fruits no són òptims. Si les condicions del sòl i les temperatures fluctuen molt, el creixement de la planta serà lent i retardat i els tomàquets maduraran de manera desigual.
Sensors utilitzats en el cultiu de tomàquets. S'han desenvolupat diverses tecnologies per a la gestió precisa dels recursos hídrics, principalment basades en tècniques de teledetecció i proximal. Per determinar el contingut d'aigua a les plantes, s'utilitzen sensors que avaluen l'estat fisiològic de les plantes i el seu entorn. Per exemple, els sensors basats en la radiació de terahertz combinats amb mesures d'humitat poden determinar la quantitat de pressió sobre la fulla.
Els sensors utilitzats per determinar el contingut d'aigua a les plantes es basen en una varietat d'instruments i tecnologies, com ara l'espectroscòpia d'impedància elèctrica, l'espectroscòpia d'infraroig proper (NIR), la tecnologia ultrasònica i la tecnologia de pinça de fulles. Els sensors d'humitat del sòl i els sensors de conductivitat s'utilitzen per determinar l'estructura, la salinitat i la conductivitat del sòl.
Sensors d'humitat i temperatura del sòl, així com un sistema de reg automàtic. Per obtenir un rendiment òptim, els tomàquets necessiten un sistema de reg adequat. La creixent escassetat d'aigua amenaça la producció agrícola i la seguretat alimentària. L'ús de sensors eficients pot garantir un ús òptim dels recursos hídrics i maximitzar el rendiment dels cultius.
Els sensors d'humitat del sòl estimen la humitat del sòl. Els sensors d'humitat del sòl desenvolupats recentment inclouen dues plaques conductores. Quan aquestes plaques s'exposen a un medi conductor (com ara aigua), els electrons de l'ànode migraran al càtode. Aquest moviment d'electrons crearà un corrent elèctric, que es pot detectar amb un voltímetre. Aquest sensor detecta la presència d'aigua al sòl.
En alguns casos, els sensors de sòl es combinen amb termistors que poden mesurar tant la temperatura com la humitat. Les dades d'aquests sensors es processen i generen una sortida bidireccional d'una sola línia que s'envia al sistema de buidatge automatitzat. Quan les dades de temperatura i humitat arriben a certs llindars, l'interruptor de la bomba d'aigua s'encén o s'apaga automàticament.
Un bioristor és un sensor bioelectrònic. La bioelectrònica s'utilitza per controlar els processos fisiològics de les plantes i les seves característiques morfològiques. Recentment, s'ha desenvolupat un sensor in vivo basat en transistors electroquímics orgànics (OECT), comunament anomenats bioresistors. El sensor s'ha utilitzat en el cultiu de tomàquet per avaluar els canvis en la composició de la saba vegetal que flueix pel xilema i el floema de les plantes de tomàquet en creixement. El sensor funciona en temps real dins del cos sense interferir amb el funcionament de la planta.
Com que la bioresistència es pot implantar directament a les tiges de les plantes, permet l'observació in vivo dels mecanismes fisiològics associats amb el moviment dels ions en les plantes en condicions d'estrès com ara sequera, salinitat, pressió de vapor insuficient i humitat relativa elevada. El Biostor també s'utilitza per a la detecció de patògens i el control de plagues. El sensor també s'utilitza per controlar l'estat de l'aigua de les plantes.
Data de publicació: 01-08-2024