Глебавыя датчыкі — адно з рашэнняў, якое даказала сваю вартасць у меншых маштабах і можа стаць неацэнным для сельскагаспадарчых мэтаў.
Што такое датчыкі глебы?
Датчыкі адсочваюць стан глебы, што дазваляе збіраць і аналізаваць дадзеныя ў рэжыме рэальнага часу. Датчыкі могуць адсочваць практычна любую характарыстыку глебы, напрыклад, ДНК рэзідэнтных мікраарганізмаў, каб зрушыць баланс у бок больш здаровага глебавага мікрабіёма, павышэння ўраджайнасці і скарачэння выкарыстання рэсурсаў.
Розныя тыпы датчыкаў у сельскай гаспадарцы выкарыстоўваюць розныя метады, такія як электрычныя сігналы і вымярэнне адлюстравання светлавых хваль, для вызначэння асноўных характарыстык поля, якія могуць змяніць сельскагаспадарчыя аперацыі.
Тыпы датчыкаў глебы
Глебавыя датчыкі могуць вымяраць такія характарыстыкі глебы, як вільготнасць, тэмпература, pH, салёнасць, фотасінтэтычнае выпраменьванне і баланс пажыўных рэчываў.—галоўным чынам жыццёва важныя азот, фосфар і калій (NPK).
Акрамя пераваг для кіравання сельскагаспадарчымі культурамі, такіх як лепшая якасць збожжа і зніжэнне вымывання пажыўных рэчываў, глебавыя датчыкі могуць даць прагнозы адносна водных рэсурсаў, стабільнасці зямель і змены клімату.
Іншыя выпадкі выкарыстання ўключаюць планаванне арашэння, ацэнку вадазбораў, прафіляванне мікробнай экалогіі і прафілактыку хвароб раслін.
Перавагі выкарыстання глебавых датчыкаў
Адсочванне стану глебы дае шмат пераваг для фермераў і садоўнікаў, у тым ліку павышэнне ўраджайнасці і павышэнне эфектыўнасці выкарыстання рэсурсаў. Інтэрнэт рэчаў, хмарныя сэрвісы і інтэграцыя штучнага інтэлекту дазваляюць вытворцам прымаць рашэнні на аснове дадзеных.
Датчыкі аптымізуюць выкарыстанне ўгнаенняў, падтрымліваюць здароўе раслін, максымізуюць выкарыстанне рэсурсаў і мінімізуюць сцёк і выкіды газаў, якія забруджваюць навакольнае асяроддзе. Пастаянны маніторынг таксама прадухіляе такія праблемы, як успышкі патагенаў або ўшчыльненне глебы.
Маніторынг стану глебы з дапамогай глебавых датчыкаў таксама можа аптымізаваць выкарыстанне ўгнаенняў і вады.'Паводле ацэнак спецыялістаў, прыблізна 30% нітратных угнаенняў, якія ўжываюцца ў ЗША, змываецца і забруджвае крыніцы вады. Нават умелыя сістэмы арашэння могуць скарачаць страты да 50% вады, а сельская гаспадарка адказная за 70% сусветнага спажывання прэснай вады. Здольнасць эфектыўна і дзейсна папаўняць вільгаць у глебе можа аказаць вялікі ўплыў.
Усталёўка і каліброўка датчыкаў глебы
Кожны датчык мае сваё ўласнае кіраўніцтва па ўсталёўцы, але звычайна для ўстаноўкі патрабуецца выкапаць яму або траншэю ў радзе пасеваў і размясціць датчыкі на рознай глыбіні, у тым ліку каля каранёў раслін.
На вялікай плошчы перадавая практыка дыктуе размяшчэнне датчыкаў у месцах, якія адпавядаюць астатняй частцы поля або тыпу глебы, што падлягае апрацоўцы, побач з крыніцамі выкідаў вады і ў непасрэдным кантакце з глебай (г.зн. без паветраных кішэняў). Месцы ўстаноўкі датчыкаў таксама павінны быць пазначаны сцяжкамі або іншым чынам пазначаны на паверхні, каб пазбегнуць выпадковага пашкоджання.
Акрамя правільнай усталёўкі, ключавое значэнне мае каліброўка датчыка. Датчыкі глебы рэгіструюць дадзеныя аб вільготнасці глебы ў выглядзе аб'ёмнага ўтрымання вады (VWC), і кожны тып глебы мае свой уласны VWC. Датчыкі вільготнасці глебы часта маюць розную адчувальнасць і могуць патрабаваць індывідуальнай каліброўкі.
Пошук і ліквідацыя няспраўнасцей
Збоі абсталявання могуць узнікаць з-за электрычных праблем, перашкод ад дзікіх жывёл або няправільна падлучаных правадоў. Любая ўцечка паветра ў тэнзіёметр зробіць яго ненадзейным. Забеспячэнне правільнай глыбіні ўстаноўкі і метадаў гідраізаляцыі можа дапамагчы пазбегнуць праблем у будучыні.
Звычайныя метады ліквідацыі непаладак ўключаюць:
Праверка блока харчавання і ланцугоў
Ачыстка датчыкаў без выкарыстання хімікатаў
Рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне для замены пашкоджаных дэталяў у адпаведнасці з рэкамендацыямі вытворцы'кіраўніцтва па рамонце
Маніторынг здароўя глебы
Глебавыя датчыкі прапануюць больш дакладную і аптымізаваную стратэгію ацэнкі стану глебы. Звычайныя ацэнкі глебы эквівалентныя біяпсіі, якая можа заняць тыдні ці месяцы ў залежнасці ад уласцівасцей глебы.
Вымярэнні з дапамогай датчыкаў значна хутчэйшыя, займаюць адну-дзве гадзіны на кожныя 50 акраў. Датчыкі адлюстроўваюць усё неабходнае для эфектыўнага кіравання сельскагаспадарчымі культурамі, у тым ліку ўтрыманне вады, ціск вады і наяўнасць арганічных рэчываў.—выдатны паказчык агульнага стану глебы—без неабходнасці фізічнага адбору ўзораў глебы.
Інтэграцыя з сістэмамі кіравання фермерскай гаспадаркай
Згодна са справаздачай StartUS Insights, глебавыя датчыкі з'яўляюцца найбольш эфектыўнай тэхналогіяй маніторынгу глебы дзякуючы сваёй маштабаванасці, эфектыўнасці і карыснасці. Спалучэнне глебавых датчыкаў з іншымі хутка развіваючыміся сельскагаспадарчымі тэхналогіямі, у тым ліку картаграфаваннем глебы на базе штучнага інтэлекту, аэрафотаздымкай, аўтаматызаванымі робатамі для маніторынгу глебы, трэкерамі выкідаў, аналізам глебы з дапоўненай рэальнасцю, нанатэхналогіямі і інтэграцыяй блокчэйна, можа аптымізаваць кіраванне фермай.
Праблемы і рашэнні ў тэхналогіі глебавых датчыкаў
Згодна са справаздачай Універсітэта Небраскі за 2020 год, толькі 12% ферм ЗША выкарыстоўваюць датчыкі вільготнасці глебы для вызначэння графікаў паліву. Глебавыя датчыкі сталі больш жыццяздольнымі дзякуючы значнаму паляпшэнню даступнасці, зручнасці выкарыстання, а таксама магчымасцей апрацоўкі і адлюстравання дадзеных, але неабходны далейшы прагрэс.
Для глабальнага ўкаранення глебавыя датчыкі павінны стаць больш эканамічна эфектыўнымі і ўзаемасумяшчальнымі. Існуе мноства тыпаў датчыкаў, што прыводзіць да адсутнасці стандартызацыі і сумяшчальнасці.
Многія існуючыя тэхналогіі абапіраюцца на запатэнтаваныя датчыкі, што можа ўскладніць наладу. Дасягненні ў тэхналогіі датчыкаў, такія як распрацаваныя Каліфарнійскім універсітэтам у Берклі, спрашчаюць адаптацыю, забяспечваючы маніторынг дадзеных у рэжыме рэальнага часу і спрыяючы гнуткаму прыняццю рашэнняў у розных галінах і на розных рынках.
Прыклады з практыкі: паспяховае ўкараненне глебавых датчыкаў
Датчыкі глебы дапамагаюць фермерам эканоміць ваду і грошы
Даследаванне Клемсанскага ўніверсітэта паказала, што датчыкі вільготнасці глебы могуць павялічыць у фермераў'сярэдні чысты прыбытак на 20% за кошт павышэння эфектыўнасці арашэння на правераных палях, дзе вырошчвалі арахіс, сою або бавоўну.
Больш устойлівых спартыўных пляцовак
Спартыўныя пляцоўкі таксама выкарыстоўваюць датчыкі глебы. Стадыён «Уэмблі» і «Сіцізенс Бэнк Парк» (хатняя арэна «Філадэльфія Філіс») — сярод спартыўных пляцовак, дзе выкарыстоўваюцца датчыкі глебы для падтрымання пышнай прыгажосці гульнявых паверхняў, максымізуючы пры гэтым выкарыстанне вады і энергіі, паведамляе Soil Scout, вытворца датчыкаў глебы.
Будучыя тэндэнцыі ў тэхналогіі глебавых датчыкаў
Сярод новых тэндэнцый — нанатэхналогіі з выкарыстаннем наначасціц на аснове золата або срэбра, якія павышаюць адчувальнасць датчыкаў для выяўлення забруджвальнікаў глебы, такіх як цяжкія металы.
Датчыкі, пакрытыя наназлучэннямі, могуць адсочваць характарыстыкі глебы, а затым вызваляць пажыўныя рэчывы, такія як кісларод, у адказ на ваганні яе якасці. Іншыя датчыкі разлічваюць біяіндыкатары, такія як колькасць дажджавых чарвякоў або разнастайнасць мікраарганізмаў, з дапамогай аналізу ДНК, каб палепшыць мікрабіём глебы.
Час публікацыі: 09 красавіка 2024 г.