I sensori del suolo sono una soluzione che ha dimostrato il suo valore su scala più piccola e potrebbe diventare preziosa per scopi agricoli.
Cosa sono i sensori del suolo?
I sensori monitorano le condizioni del suolo, consentendo la raccolta e l’analisi dei dati in tempo reale.I sensori possono tracciare quasi tutte le caratteristiche del suolo, come il DNA dei microrganismi residenti, per spostare l’equilibrio verso un microbioma del suolo più sano, una maggiore resa e un utilizzo ridotto delle risorse.
I vari tipi di sensori in agricoltura utilizzano metodi diversi, come segnali elettrici e misurazione della riflessione delle onde luminose, per accertare le caratteristiche essenziali del campo che possono trasformare le operazioni agricole.
Tipi di sensori del suolo
I sensori del suolo possono misurare le caratteristiche del suolo come il contenuto di umidità, la temperatura, il pH, la salinità, l'umidità, la radiazione fotosintetica e l'equilibrio dei nutrienti—principalmente i vitali azoto, fosforo e potassio (NPK).
Oltre ai vantaggi in termini di gestione delle colture, come una migliore qualità del grano e una ridotta lisciviazione dei nutrienti, i sensori del suolo possono fornire previsioni sulle risorse idriche, sulla stabilità del terreno e sui cambiamenti climatici.
Altri casi d’uso includono la pianificazione dell’irrigazione, la valutazione dei bacini idrografici, la profilazione dell’ecologia microbica e la prevenzione delle malattie delle piante.
Vantaggi dell'utilizzo dei sensori del suolo
Il monitoraggio dello stato del suolo offre molti vantaggi ad agricoltori e giardinieri, tra cui un aumento della resa dei raccolti e una maggiore efficienza delle risorse.L’IoT, i servizi cloud e l’integrazione dell’intelligenza artificiale consentono ai coltivatori di prendere decisioni basate sui dati.
I sensori ottimizzano l'uso dei fertilizzanti, mantengono le piante sane, massimizzano le risorse e riducono al minimo il deflusso e la fuoriuscita di gas che attaccano l'ambiente.Il monitoraggio costante previene anche problemi, come la comparsa di agenti patogeni o la compattazione del suolo.
Il monitoraggio delle condizioni del suolo mediante sensori del suolo può anche ottimizzare l’uso di fertilizzanti e acqua.Esso'Si stima che circa il 30% dei fertilizzanti nitrati applicati negli Stati Uniti lavi via e contamini le fonti d'acqua.Anche sistemi di irrigazione efficaci possono raggiungere lo spreco d’acqua fino al 50%, e l’agricoltura è responsabile del 70% dell’utilizzo globale di acqua dolce.La capacità di ricostituire in modo efficiente ed efficace l’umidità del suolo potrebbe avere un grande impatto.
Installazione e calibrazione dei sensori del suolo
Ogni sensore avrà la propria guida all'installazione, ma l'installazione in genere richiede lo scavo di una buca o di una trincea all'interno di una fila di colture e il posizionamento dei sensori a più profondità, anche vicino alle radici delle piante.
Su una vasta area, le migliori pratiche impongono il posizionamento in siti indicativi del resto del campo o del tipo di terreno da gestire, vicino a erogatori d'acqua e a diretto contatto con il suolo (ovvero, senza sacche d'aria).I siti dei sensori dovrebbero inoltre essere contrassegnati o contrassegnati in altro modo sulla superficie per evitare danni accidentali.
Oltre alla corretta installazione, la calibrazione del sensore è fondamentale.I sensori del suolo registrano i dati sull'umidità del suolo come contenuto volumetrico di acqua (VWC) e ogni tipo di terreno ha il proprio VWC.I sensori di umidità del suolo hanno spesso sensibilità diverse e potrebbe essere necessario calibrarli individualmente.
Risoluzione dei problemi
Possono verificarsi guasti alle apparecchiature a causa di problemi elettrici, interferenze causate dalla fauna selvatica o cavi non collegati correttamente.Qualsiasi perdita d'aria nel tensiometro lo renderà inaffidabile.Garantire la corretta profondità di installazione e i metodi di impermeabilizzazione corretti può aiutare a evitare problemi futuri.
Le tecniche comuni di risoluzione dei problemi includono:
Controllo dell'alimentatore e dei circuiti
Pulizia dei sensori senza l'uso di prodotti chimici
Esecuzione di una manutenzione regolare per sostituire le parti danneggiate secondo le indicazioni del produttore's guida alla riparazione
Monitoraggio della salute del suolo
I sensori del suolo offrono una strategia più accurata e snella per la valutazione della salute del suolo.Le valutazioni convenzionali del suolo equivalgono a una biopsia, che può richiedere settimane o mesi, a seconda delle proprietà del suolo.
Le misurazioni dei sensori sono molto più rapide e richiedono un'ora o due per 50 acri.I sensori visualizzano tutto il necessario per una gestione efficiente del raccolto, compreso il contenuto di acqua, la tensione dell'acqua e la presenza di materia organica—un ottimo indicatore della salute generale del suolo—senza la necessità di rimuovere fisicamente i campioni di terreno.
Integrazione con i sistemi di gestione aziendale
Secondo un rapporto di StartUS Insights, i sensori del suolo sono la tecnologia di monitoraggio del suolo di maggior impatto grazie alla loro scalabilità, efficienza e utilità.La combinazione di sensori del suolo con altre tecnologie agricole in forte espansione, tra cui la mappatura del suolo basata sull’intelligenza artificiale, l’imaging aereo, i robot automatizzati per il monitoraggio del suolo, i rilevatori delle emissioni, l’analisi del suolo in realtà aumentata, la nanotecnologia e l’integrazione della blockchain, può ottimizzare la gestione dell’azienda agricola.
Sfide e soluzioni nella tecnologia dei sensori del suolo
Sulla base di un rapporto dell’Università del Nebraska del 2020, solo il 12% delle aziende agricole statunitensi utilizza sensori di umidità del suolo per determinare i programmi di irrigazione.I sensori del suolo sono diventati più praticabili grazie a miglioramenti significativi nell’accessibilità, nella facilità d’uso e nelle capacità di elaborazione e visualizzazione dei dati, ma sono necessari ulteriori progressi.
I sensori del suolo devono diventare più efficienti in termini di costi e interoperabili per l’adozione globale.Esistono molti tipi di sensori, il che comporta una mancanza di standardizzazione e compatibilità.
Molte tecnologie esistenti si basano su sensori proprietari, il che può rendere difficile la personalizzazione.I progressi nella tecnologia dei sensori, come quelli sviluppati dalla UC Berkeley, semplificano l’onboarding per fornire il monitoraggio dei dati in tempo reale e promuovere un processo decisionale agile in tutti i campi e i mercati.
Casi di studio: implementazione di successo di sensori del suolo
I sensori del suolo aiutano gli agricoltori a risparmiare acqua e denaro
Uno studio della Clemson University ha scoperto che i sensori di umidità del suolo possono aumentare la produttività degli agricoltori'reddito netto medio del 20% aumentando l’efficienza dell’irrigazione nei campi testati che coltivavano arachidi, soia o cotone.
Campi sportivi più sostenibili
Anche gli impianti sportivi stanno adottando sensori del suolo.Secondo il produttore di sensori del suolo Soil Scout, lo stadio di Wembley e il Citizens Bank Park (sede dei Philadelphia Phillies) sono tra gli impianti sportivi che utilizzano sensori del suolo per mantenere superfici di gioco rigogliose massimizzando al tempo stesso il consumo di acqua ed energia.
Tendenze future nella tecnologia dei sensori del suolo
Le tendenze emergenti includono la nanotecnologia, con nanoparticelle a base di oro o argento che aumentano la sensibilità del sensore per rilevare gli inquinanti del suolo come i metalli pesanti.
I sensori rivestiti con nanocomposti potrebbero tracciare le caratteristiche del suolo e quindi rilasciare nutrienti, come l’ossigeno, in risposta alle fluttuazioni della qualità del suolo.Altri calcolano bioindicatori, come il numero dei lombrichi, o la diversità dei microrganismi, attraverso l’analisi del DNA, per migliorare il microbioma del suolo.
Orario di pubblicazione: 09-apr-2024