Grondsensors is een oplossing wat sy meriete op kleiner skale bewys het en van onskatbare waarde vir landboudoeleindes kan word.
Wat is grondsensors?
Sensors spoor grondtoestande na, wat intydse data-insameling en -analise moontlik maak. Sensors kan byna enige grondkenmerk, soos die DNS van inwonende mikroörganismes, naspoor om die balans te verskuif na 'n gesonder grondmikrobioom, verhoogde opbrengs en verminderde hulpbronverbruik.
Die verskillende tipes sensors in die landbou gebruik uiteenlopende metodes, soos elektriese seine en die meting van die weerkaatsing van liggolwe, om die noodsaaklike veldkenmerke vas te stel wat boerderybedrywighede kan transformeer.
Tipes Grondsensors
Grondsensors kan grondeienskappe soos voginhoud, temperatuur, pH, soutgehalte, humiditeit, fotosintetiese straling en voedingstofbalans meet.—hoofsaaklik die noodsaaklike stikstof, fosfor en kalium (NPK).
Benewens hul gewasbestuursvoordele, soos beter graangehalte en verminderde nutriëntuitloging, kan grondsensors voorspellings oor waterbronne, grondstabiliteit en klimaatsverandering inlig.
Ander gebruiksgevalle sluit in besproeiingskedulering, opvanggebiedassesserings, mikrobiese ekologieprofilering en plantsiektevoorkoming.
Voordele van die gebruik van grondsensors
Die opsporing van grondstatus bied baie voordele vir boere en tuiniers, insluitend verhoogde gewasopbrengs en verbeterde hulpbrondoeltreffendheid. IoT, wolkdienste en KI-integrasie stel produsente in staat om datagedrewe besluite te neem.
Sensors optimaliseer kunsmisgebruik, hou plante gesond, maksimeer hulpbronne en verminder die afloop en afgassings wat die omgewing aanval. Konstante monitering voorkom ook probleme, soos patogeenuitbrake of grondverdigting.
Die monitering van die grondtoestand met behulp van grondsensors kan ook kunsmis- en waterverbruik optimaliseer.'Daar word beraam dat ongeveer 30% van die nitraatkunsmis wat in die VSA toegedien word, waterbronne wegspoel en besoedel. Selfs bekwame besproeiingstelsels kan tot 50% watervermorsing bereik, en landbou is verantwoordelik vir 70% van die wêreldwye varswaterverbruik. Die vermoë om grondvog doeltreffend en effektief aan te vul, kan 'n groot impak hê.
Installering en Kalibrasie van Grondsensors
Elke sensor sal sy eie installasiegids hê, maar installasie vereis tipies dat 'n gat of sloot binne 'n gewasry gegrawe word en die sensors op verskeie dieptes geplaas word, insluitend naby die plantwortels.
Oor 'n groot gebied bepaal beste praktyke plasing op plekke wat aanduidend is van die res van die veld of grondtipe wat bestuur moet word, naby waterstralers, en in direkte kontak met grond (d.w.s. geen lugborrels nie). Sensorplekke moet ook gemerk of andersins op die oppervlak gemerk word om toevallige skade te voorkom.
Benewens behoorlike installasie, is sensorkalibrasie die sleutel. Grondsensors registreer grondvogdata as Volumetriese Waterinhoud (VWC), en elke tipe grond het sy eie VWC. Grondvogsensors het dikwels verskillende sensitiwiteite en moet moontlik individueel gekalibreer word.
Probleemoplossing
Toerustingfoute kan voorkom as gevolg van elektriese probleme, steurings van wildlewe of verkeerd gekoppelde drade. Enige lug wat in 'n tensiometer lek, sal dit onbetroubaar maak. Om die korrekte installasiediepte en waterdigtingsmetodes te verseker, kan toekomstige probleme help vermy.
Algemene probleemoplossingstegnieke sluit in:
Kontrole van die kragtoevoer en stroombane
Maak die sensors skoon sonder om chemikalieë te gebruik
Gereelde onderhoud uitvoer om beskadigde onderdele volgens die vervaardiger te vervang's herstelgids
Monitering van Grondgesondheid
Grondsensors bied 'n meer akkurate, vaartbelynde strategie vir grondgesondheidsassessering. Konvensionele grondassesserings is die ekwivalent van 'n biopsie, wat weke of maande kan neem, afhangende van grondeienskappe.
Sensormetings is baie vinniger en neem 'n uur of twee per 50 akker. Die sensors vertoon alles wat nodig is vir doeltreffende gewasbestuur, insluitend waterinhoud, waterspanning en die teenwoordigheid van organiese materiaal.—'n goeie aanduiding van algehele grondgesondheid—sonder die noodsaaklikheid om grondmonsters fisies te verwyder.
Integrasie met plaasbestuurstelsels
Volgens 'n StartUS Insights-verslag is grondsensors die mees impakvolle grondmoniteringstegnologie as gevolg van hul skaalbaarheid, doeltreffendheid en nut. Deur grondsensors te kombineer met ander ontluikende boerderytegnologieë, insluitend KI-aangedrewe grondkartering, lugfoto's, outomatiese grondmoniteringsrobotte, emissiespoorsnyers, toegevoegde realiteit-grondanalise, nanotegnologie en blokkettingintegrasie, kan plaasbestuur geoptimaliseer word.
Uitdagings en oplossings in grondsensortegnologie
Gebaseer op 'n verslag van die Universiteit van Nebraska in 2020, gebruik slegs 12% van Amerikaanse plase grondvogsensors om besproeiingskedules te bepaal. Grondsensors het meer lewensvatbaar geword as gevolg van beduidende verbeterings in toeganklikheid, gebruikersvriendelikheid en dataverwerkings- en vertoonvermoëns, maar meer vordering is nodig.
Grondsensors moet meer koste-effektief en interoperabel word vir wêreldwye aanvaarding. Baie soorte sensors bestaan, wat lei tot 'n gebrek aan standaardisering en versoenbaarheid.
Baie bestaande tegnologieë maak staat op eie sensors, wat aanpassing moeilik kan maak. Vooruitgang in sensortegnologie, soos dié wat deur UC Berkeley ontwikkel is, vereenvoudig die aanboordproses om regstreekse datamonitering te bied en rats besluitneming oor verskeie velde en markte te bevorder.
Gevallestudies: Suksesvolle Implementering van Grondsensors
Grondsensors help boere om water en geld te bespaar
'n Studie van Clemson Universiteit het bevind dat grondvogsensors boere kan verhoog'gemiddelde netto inkomste met 20% verhoog deur besproeiingsdoeltreffendheid te verhoog in getoetste lande wat grondboontjies, sojabone of katoen verbou het.
Meer Volhoubare Sportvelde
Sportlokale gebruik ook grondsensors. Wembley-stadion en Citizens Bank Park (die tuiste van die Philadelphia Phillies) is onder die sportlokale wat grondsensors gebruik om welige speeloppervlaktes te handhaaf terwyl water- en energieverbruik maksimeer word, volgens grondsensorvervaardiger Soil Scout.
Toekomstige tendense in grondsensortegnologie
Opkomende tendense sluit in nanotegnologie, met goud- of silwer-gebaseerde nanodeeltjies wat sensorgevoeligheid verhoog vir die opsporing van grondbesoedelingstowwe soos swaar metale.
Sensors bedek met nano-verbindings kan grondeienskappe dophou en dan voedingstowwe, soos suurstof, vrystel in reaksie op wisselende grondgehalte. Ander bereken bio-aanwysers, soos erdwurmtellings of mikroörganisme-diversiteit, deur DNS-analise om die grondmikrobioom te verbeter.
Plasingstyd: 9 April 2024