Di fronte alla duplice sfida della carenza idrica globale e della scarsa efficienza nell'uso dell'acqua in agricoltura, i modelli di irrigazione tradizionali basati sull'esperienza o su sequenze fisse non sono più sostenibili. Il cuore dell'irrigazione di precisione risiede nell'"offerta su richiesta", e la percezione precisa e la trasmissione efficiente della "domanda" sono diventate il principale ostacolo. HONDE Company ha integrato in modo approfondito sensori di umidità del suolo ad alta precisione con la tecnologia di acquisizione e trasmissione dati LoRaWAN a basso consumo e ampia area per lanciare una nuova generazione di soluzioni intelligenti per l'irrigazione basate sull'Internet delle Cose. Questo sistema, con un'efficienza economica, un'affidabilità e una capacità di copertura senza precedenti, trasforma le decisioni irrigue da "ipotesi" a "guidate dai dati" basate sulle reali condizioni idriche nei campi, fornendo una solida base tecnica per la trasformazione digitale dell'agricoltura irrigua.
I. Composizione del sistema: un collegamento continuo tra “Soil Heartbeat” e “Cloud Decision-making”
Livello di percezione: l'"esploratore dell'acqua" in profondità nel sistema radicale
Sensore di umidità del suolo multi-profondità HONDE: installato nello strato radicale centrale delle colture (ad esempio a 20 cm, 40 cm, 60 cm), misura con precisione il contenuto volumetrico di acqua, la temperatura e la conduttività elettrica (EC) del suolo. I suoi dati riflettono direttamente il "volume di acqua potabile" delle colture e la concentrazione della soluzione nel suolo, fungendo da base fondamentale per la gestione dell'irrigazione.
Disposizione dei punti strategici: in base alle variazioni nella tessitura del suolo, nel terreno e nelle mappe di semina delle colture del campo, viene eseguita una disposizione dei punti rappresentativa o basata su griglia per riflettere realmente la distribuzione spaziale dell'acqua in tutto il campo.
Livello di trasporto: una vasta “superstrada dell’informazione invisibile”
Raccoglitore di dati HONDE LoRa: collegato ai sensori del suolo, è responsabile della raccolta, dell'elaborazione e della trasmissione wireless dei dati. Il suo bassissimo consumo energetico, abbinato a piccoli pannelli solari, consente un funzionamento continuo sul campo per 3-5 anni senza manutenzione.
Gateway LoRaWAN: in quanto hub regionale, riceve i dati inviati da tutti i collettori entro un raggio da 3 a 15 chilometri e li carica sul cloud tramite 4G/Ethernet. Un singolo gateway può facilmente coprire migliaia o addirittura decine di migliaia di acri di terreni agricoli e il costo di implementazione della rete è estremamente basso.
Livello decisionale ed esecutivo: un ciclo chiuso intelligente dai dati all'azione
Motore decisionale per l'irrigazione basato su cloud: la piattaforma calcola automaticamente i requisiti di irrigazione in base ai dati in tempo reale sull'umidità del suolo, sui tipi di colture e sulle fasi di crescita, nonché sulle richieste di evaporazione meteorologica (che possono essere integrate) e genera prescrizioni di irrigazione.
Interfacce di controllo diversificate: tramite protocolli API o Internet of Things, è possibile controllare in modo flessibile diverse apparecchiature di irrigazione, come macchine per l'irrigazione a pioggia con perno centrale, elettrovalvole per l'irrigazione a goccia e stazioni di pompaggio, ottenendo un'esecuzione precisa in termini di tempistica, quantità e zone.
Ii. Vantaggi tecnici: perché LoRaWAN + sensore di umidità del terreno?
Distanza ultra lunga e copertura potente: la tecnologia LoRa offre notevoli vantaggi di comunicazione in terreni agricoli aperti, con una lunga distanza di trasmissione a singolo salto, risolvendo perfettamente il problema della copertura del segnale in vaste aree di terreni agricoli senza la necessità di costose apparecchiature di trasmissione.
Consumo energetico e costi di funzionamento e manutenzione estremamente bassi: i nodi sensore sono in stato di "sospensione" per la maggior parte del tempo, attivandosi solo poche volte al giorno per inviare dati, consentendo al sistema di alimentazione solare di funzionare stabilmente anche in caso di pioggia continua, ottenendo un funzionamento a "consumo energetico quasi nullo" e un'implementazione "senza cablaggio", riducendo significativamente il costo totale di proprietà.
Alta densità e grande capacità: la rete LoRaWAN supporta un accesso terminale massiccio, consentendo di distribuire i sensori sul campo a una densità ragionevole, caratterizzando così con precisione la variazione spaziale dell'umidità del suolo e gettando le basi per un'irrigazione variabile.
Affidabilità eccezionale: operando nella banda di frequenza sub-GHz non autorizzata, ha una forte capacità anti-interferenza e una buona penetrazione del segnale, e può affrontare stabilmente ambienti complessi come cambiamenti della chioma e precipitazioni durante la stagione di crescita delle colture.
Iii. Scenari applicativi principali e strategie di irrigazione di precisione
Irrigazione automatica attivata da soglia
Strategia: impostare soglie limite superiore e inferiore per il contenuto di umidità del suolo per diverse colture e in diverse fasi di crescita. Quando il sensore rileva che il contenuto di umidità è inferiore alla soglia limite inferiore, il sistema invia automaticamente un comando di apertura alla valvola di irrigazione nell'area corrispondente. La valvola si chiuderà automaticamente al raggiungimento del limite superiore.
Valore: garantire che il contenuto di umidità nella zona radicale delle colture sia sempre mantenuto entro l'intervallo ideale, evitare la siccità e lo stress da inondazione e ottenere un "reintegro idrico su richiesta", che può far risparmiare in media il 25-40% di acqua.
2. Irrigazione variabile basata sulla variazione spaziale
Strategia: Analizzando i dati provenienti dai sensori disposti a griglia, generare una mappa di distribuzione spaziale dell'umidità del suolo nel campo. Sulla base di ciò, il sistema pilota le apparecchiature di irrigazione con funzioni variabili (come le macchine a perno centrale VRI) per irrigare di più nelle zone aride e di meno o per niente nelle zone umide.
Valore: Migliora significativamente l'uniformità dell'acqua in tutto il campo, elimina la "mancanza" di resa causata dalla tessitura irregolare del terreno, ottiene un aumento equilibrato della produzione conservando l'acqua e migliora l'efficienza idrica di oltre il 30%.
3. Gestione intelligente integrata di acqua e fertilizzanti
Strategia: combinare i dati dei sensori di EC del suolo per monitorare le variazioni di salinità del suolo dopo l'irrigazione. Durante l'irrigazione, in base al fabbisogno nutrizionale delle colture e al valore di EC del suolo, la proporzione e la tempistica dell'iniezione di fertilizzante vengono controllate con precisione per ottenere un "accoppiamento acqua-fertilizzante".
Valore: Previene i danni causati dal sale e la lisciviazione dei nutrienti causati da una fertilizzazione eccessiva, aumenta il tasso di utilizzo dei fertilizzanti del 20-30% e protegge la salute del suolo.
4. Valutazione delle prestazioni e ottimizzazione dei sistemi di irrigazione
Strategia: il monitoraggio continuo dei cambiamenti dinamici dell'umidità del suolo a diverse profondità prima, durante e dopo l'irrigazione può valutare con precisione la profondità di infiltrazione, l'uniformità e l'efficienza dell'acqua di irrigazione.
Valore: diagnosticare i problemi esistenti nel sistema di irrigazione (ad esempio ugelli intasati, perdite nei tubi e progettazione irragionevole) e ottimizzare continuamente il sistema di irrigazione per ottenere una gestione snella del sistema di irrigazione stesso.
Iv. Cambiamenti fondamentali apportati dal sistema
Dall'“irrigazione puntuale” all'“irrigazione su richiesta”: la base decisionale cambia dal tempo solare alle reali esigenze fisiologiche delle colture, ottenendo l'allocazione ottimale delle risorse idriche.
Dall'”ispezione manuale” alla “percezione remota”: i gestori possono avere una visione completa delle condizioni di umidità del suolo di tutti i campi tramite telefoni cellulari o computer, riducendo notevolmente l'intensità del lavoro e migliorando l'efficienza della gestione.
Dall'“irrigazione uniforme” alle “variabili precise”: riconoscere e gestire l'eterogeneità spaziale sul campo per passare dall'irrigazione estensiva a quella precisa è in linea con l'essenza fondamentale dell'agricoltura di precisione moderna.
Dall'”obiettivo unico della conservazione dell'acqua” alla “sinergia multi-obiettivo di aumento della produzione, miglioramento della qualità e tutela ambientale”: garantendo al contempo lo stato idrico ottimale delle colture per promuovere un aumento della produzione e un miglioramento della qualità, riduce le infiltrazioni profonde e il deflusso e abbassa il rischio di inquinamento agricolo da fonti diffuse.
V. Caso empirico: un miracolo basato sui dati per la conservazione dell'acqua e l'aumento della produzione
In un'azienda agricola di 850 acri con irrigazione circolare nel Midwest degli Stati Uniti, i responsabili hanno implementato la rete di monitoraggio dell'umidità del suolo HONDE LoRaWAN e l'hanno collegata al sistema VRI dell'irrigatore a perno centrale. Dopo una stagione di coltivazione, si è scoperto che, a causa della sabbia irregolare del terreno, circa il 30% della superficie del campo aveva una capacità di ritenzione idrica estremamente scarsa.
Modello tradizionale: irrigazione uniforme in tutta l'area, acqua insufficiente nelle regioni aride e infiltrazioni d'acqua profonde nelle zone sabbiose.
Modalità variabile intelligente: il sistema comanda all'irrigatore di ridurre automaticamente il volume di spruzzo d'acqua quando attraversa aree sabbiose e di aumentarlo quando attraversa aree con scarsa capacità di ritenzione idrica.
Risultato: nonostante una riduzione del 22% dell'acqua irrigua totale durante l'intero periodo di crescita, la resa media del mais nel campo è aumentata dell'8%, poiché i "punti di riduzione della resa" causati dallo stress da siccità sono stati eliminati. I benefici economici diretti apportati dal risparmio idrico e dall'aumento della produzione hanno consentito il pieno recupero dell'investimento nel sistema entro un anno.
Conclusione
Il futuro dell'agricoltura irrigua sarà sicuramente un futuro guidato dall'intelligenza dei dati. Il sistema intelligente di monitoraggio dell'umidità del suolo di HONDE basato su LoRaWAN, con i suoi eccezionali vantaggi di ampia copertura, basso consumo energetico, elevata affidabilità e facilità di implementazione, ha risolto con successo i principali punti critici di "misurazione imprecisa, incapacità di trasmissione e incapacità di controllo preciso" nell'implementazione su larga scala dell'irrigazione di precisione. È come tessere una "rete neurale" che consente al terreno agricolo di percepire il battito dell'acqua, consentendo a ogni goccia d'acqua di muoversi secondo necessità ed essere distribuita con precisione. Questa non è solo un'innovazione tecnologica, ma anche una rivoluzione paradigmatica nella gestione dell'irrigazione. Segna il passaggio ufficiale della produzione agricola dall'affidamento alle precipitazioni naturali e all'irrigazione estensiva per inondazione a un'era di irrigazione intelligente e precisa basata su dati del suolo in tempo reale in tutta la regione, fornendo una soluzione moderna, replicabile e scalabile per garantire la sicurezza idrica e alimentare globale.
Informazioni su HONDE: in qualità di attivo promotore dell'Internet of Things in ambito agricolo e della conservazione intelligente delle risorse idriche, HONDE si impegna a integrare le tecnologie di comunicazione più idonee con tecnologie di rilevamento agricolo di precisione per fornire ai clienti soluzioni di irrigazione intelligenti end-to-end, dalla percezione alla trasmissione, fino al processo decisionale e all'esecuzione. Crediamo fermamente che dotare ogni goccia d'acqua di dati sia il modo più efficace per raggiungere uno sviluppo agricolo sostenibile.
Per ulteriori informazioni sui sensori del suolo, contattare Honde Technology Co., LTD.
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Sito web aziendale:www.hondetechco.com
Data di pubblicazione: 15-12-2025