Jordsensorer er en løsning, der har bevist sin værdi i mindre skalaer og kan blive uvurderlig til landbrugsformål.
Hvad er jordsensorer?
Sensorer sporer jordbundsforholdene, hvilket muliggør dataindsamling og -analyse i realtid. Sensorer kan spore næsten alle jordkarakteristika, såsom DNA'et fra lokalt beliggende mikroorganismer, for at ændre balancen mod et sundere jordmikrobiom, øget udbytte og reduceret ressourceforbrug.
De forskellige typer sensorer i landbruget bruger forskellige metoder, såsom elektriske signaler og måling af lysbølgers refleksion, til at fastslå de væsentlige markkarakteristika, der kan transformere landbrugsdriften.
Typer af jordsensorer
Jordsensorer kan måle jordens egenskaber såsom fugtindhold, temperatur, pH, saltindhold, luftfugtighed, fotosyntetisk stråling og næringsstofbalance.—primært det vitale nitrogen, fosfor og kalium (NPK).
Ud over deres fordele ved afgrødestyring, såsom bedre kornkvalitet og reduceret næringsstofudvaskning, kan jordsensorer informere om prognoser omkring vandressourcer, jordstabilitet og klimaændringer.
Andre anvendelsesmuligheder omfatter kunstvandingsplanlægning, vurderinger af vandskel, profilering af mikrobiel økologi og forebyggelse af plantesygdomme.
Fordele ved at bruge jordsensorer
Sporing af jordbundens tilstand giver mange fordele for landmænd og haveejere, herunder øget afgrødeudbytte og forbedret ressourceeffektivitet. IoT, cloudtjenester og AI-integration giver avlere mulighed for at træffe datadrevne beslutninger.
Sensorer optimerer gødningsforbruget, holder planterne sunde, maksimerer ressourcerne og minimerer afstrømning og afgasning, der angriber miljøet. Konstant overvågning forhindrer også problemer, såsom patogenudbrud eller jordkomprimering.
Overvågning af jordtilstanden ved hjælp af jordsensorer kan også optimere gødnings- og vandforbruget.'Det anslås, at cirka 30 % af den nitratgødning, der anvendes i USA, skyller væk og forurener vandkilder. Selv dygtige kunstvandingssystemer kan nå op på 50 % vandspild, og landbruget er ansvarligt for 70 % af det globale ferskvandsforbrug. Evnen til effektivt at genopbygge jordens fugtighed kan have en stor indflydelse.
Installation og kalibrering af jordsensorer
Hver sensor har sin egen installationsvejledning, men installationen kræver typisk, at man graver et hul eller en grøft i en afgrøderække og placerer sensorerne i flere dybder, inklusive nær plantens rødder.
Over et stort område dikterer bedste praksis placering på steder, der afspejler resten af marken eller den jordtype, der skal forvaltes, nær vandudledere og i direkte kontakt med jorden (dvs. ingen luftlommer). Sensorsteder bør også markeres med flag eller på anden måde på overfladen for at undgå utilsigtet skade.
Ud over korrekt installation er sensorkalibrering afgørende. Jordsensorer registrerer jordfugtighedsdata som volumetrisk vandindhold (VWC), og hver jordtype har sin egen VWC. Jordfugtighedssensorer har ofte forskellige følsomheder og skal muligvis kalibreres individuelt.
Fejlfinding
Udstyrsfejl kan opstå på grund af elektriske problemer, interferens fra dyreliv eller forkert tilsluttede ledninger. Enhver luftlækage ind i et tensiometer vil gøre det upålideligt. At sikre den korrekte installationsdybde og vandtætningsmetoder kan hjælpe med at undgå fremtidige problemer.
Almindelige fejlfindingsteknikker omfatter:
Kontrol af strømforsyningen og kredsløbet
Rengøring af sensorer uden brug af kemikalier
Udførelse af regelmæssig vedligeholdelse for at udskifte beskadigede dele i henhold til producentens anvisninger's reparationsvejledning
Overvågning af jordens sundhed
Jordsensorer tilbyder en mere præcis og strømlinet strategi til vurdering af jordens sundhed. Konventionelle jordvurderinger svarer til en biopsi, som kan tage uger eller måneder, afhængigt af jordens egenskaber.
Sensormålinger er langt hurtigere og tager en time eller to pr. 22 hektar. Sensorerne viser alt, hvad der er nødvendigt for effektiv afgrødehåndtering, herunder vandindhold, vandspænding og tilstedeværelsen af organisk materiale.—en god indikator for jordens generelle sundhed—uden behov for fysisk at fjerne jordprøver.
Integration med landbrugsstyringssystemer
Ifølge en rapport fra StartUS Insights er jordsensorer den mest effektive jordovervågningsteknologi på grund af deres skalerbarhed, effektivitet og anvendelighed. Kombination af jordsensorer med andre spirende landbrugsteknologier, herunder AI-drevet jordkortlægning, luftfotos, automatiserede jordovervågningsrobotter, emissionsmålere, augmented reality-jordanalyse, nanoteknologi og blockchain-integration, kan optimere landbrugsstyringen.
Udfordringer og løsninger inden for jordsensorteknologi
Baseret på en rapport fra University of Nebraska fra 2020 bruger kun 12 % af amerikanske landbrug jordfugtighedssensorer til at bestemme vandingsplaner. Jordsensorer er blevet mere brugbare på grund af betydelige forbedringer i tilgængelighed, brugervenlighed samt databehandlings- og visningsfunktioner, men der er behov for yderligere fremskridt.
Jordsensorer skal blive mere omkostningseffektive og interoperable for at blive anvendt globalt. Der findes mange typer sensorer, hvilket resulterer i manglende standardisering og kompatibilitet.
Mange eksisterende teknologier er afhængige af proprietære sensorer, hvilket kan gøre tilpasning vanskelig. Fremskridt inden for sensorteknologi, som dem der er udviklet af UC Berkeley, forenkler onboarding for at give overvågning af live data og fremme agil beslutningstagning på tværs af felter og markeder.
Casestudier: Succesfuld implementering af jordsensorer
Jordsensorer hjælper landmænd med at spare vand og penge
En undersøgelse fra Clemson University viste, at jordfugtighedssensorer kan øge landmændenes'gennemsnitlig nettoindkomst med 20% ved at øge kunstvandingseffektiviteten i testede marker, der dyrkede jordnødder, sojabønner eller bomuld.
Mere bæredygtige sportsbaner
Sportsarenaer bruger også jordsensorer. Wembley Stadium og Citizens Bank Park (hjembane for Philadelphia Phillies) er blandt de sportsarenaer, der bruger jordsensorer til at opretholde frodige spilleoverflader, samtidig med at vand- og energiforbruget maksimeres, ifølge jordsensorproducenten Soil Scout.
Fremtidige tendenser inden for jordsensorteknologi
Nye tendenser omfatter nanoteknologi med guld- eller sølvbaserede nanopartikler, der øger sensorfølsomheden til at detektere jordforurenende stoffer som tungmetaller.
Sensorer belagt med nanoforbindelser kan spore jordens karakteristika og derefter frigive næringsstoffer, såsom ilt, som reaktion på svingende jordkvalitet. Andre beregner bioindikatorer, såsom regnormetal eller mikroorganismernes diversitet, gennem DNA-analyse for at forbedre jordens mikrobioom.
Opslagstidspunkt: 9. april 2024