Toprak sensörleri, küçük ölçeklerde etkinliğini kanıtlamış ve tarımsal amaçlar için paha biçilmez hale gelebilecek bir çözümdür.
Toprak Sensörleri Nedir?
Sensörler toprak koşullarını izleyerek gerçek zamanlı veri toplama ve analizine olanak tanır. Sensörler, topraktaki mikroorganizmaların DNA'sı gibi neredeyse her türlü toprak özelliğini izleyerek, daha sağlıklı bir toprak mikrobiyomuna, artan verime ve azalan kaynak kullanımına yönelik dengeyi değiştirebilir.
Tarımda kullanılan çeşitli sensör türleri, tarımsal faaliyetleri dönüştürebilecek temel tarla özelliklerini belirlemek için elektrik sinyalleri ve ışık dalgalarının yansımasının ölçülmesi gibi farklı yöntemler kullanmaktadır.
Toprak Sensörlerinin Çeşitleri
Toprak sensörleri, toprak özelliklerini; örneğin nem içeriği, sıcaklık, pH, tuzluluk, nem oranı, fotosentetik radyasyon ve besin dengesi gibi değerleri ölçebilir.—Başlıca hayati öneme sahip azot, fosfor ve potasyum (NPK).
Daha iyi tahıl kalitesi ve besin maddesi kaybının azalması gibi ürün yönetimi faydalarının yanı sıra, toprak sensörleri su kaynakları, arazi istikrarı ve iklim değişikliğiyle ilgili tahminlere de katkıda bulunabilir.
Diğer kullanım alanları arasında sulama planlaması, havza değerlendirmeleri, mikrobiyal ekoloji profillemesi ve bitki hastalıklarının önlenmesi yer almaktadır.
Toprak Sensörlerinin Kullanımının Faydaları
Toprak durumunu takip etmek, çiftçiler ve bahçıvanlar için artan ürün verimi ve gelişmiş kaynak verimliliği de dahil olmak üzere birçok fayda sağlar. Nesnelerin interneti (IoT), bulut hizmetleri ve yapay zeka entegrasyonu, yetiştiricilerin veriye dayalı kararlar almasını sağlar.
Sensörler gübre kullanımını optimize eder, bitkileri sağlıklı tutar, kaynakları en üst düzeye çıkarır ve çevreye zarar veren akıntı ve gaz salınımını en aza indirir. Sürekli izleme ayrıca patojen salgınları veya toprak sıkışması gibi sorunları da önler.
Toprak sensörleri kullanarak toprak durumunu izlemek, gübre ve su kullanımını da optimize edebilir.'Tahminlere göre, ABD'de kullanılan nitratlı gübrenin yaklaşık %30'u yıkanarak su kaynaklarını kirletiyor. Gelişmiş sulama sistemlerinde bile su israfı %50'ye kadar çıkabiliyor ve tarım, küresel tatlı su kullanımının %70'inden sorumlu. Toprak nemini verimli ve etkili bir şekilde yenileme yeteneği büyük bir etki yaratabilir.
Toprak Sensörlerinin Kurulumu ve Kalibrasyonu
Her sensörün kendine ait bir kurulum kılavuzu olacaktır, ancak kurulum genellikle bir ürün sırası içinde bir çukur veya hendek kazmayı ve sensörleri bitki köklerinin yakını da dahil olmak üzere çeşitli derinliklere yerleştirmeyi gerektirir.
Geniş bir alanda, en iyi uygulamalar, sensörlerin tarlanın geri kalanına veya yönetilecek toprak tipine uygun, su püskürtücülerinin yakınında ve toprakla doğrudan temas halinde (yani hava boşluğu kalmayacak şekilde) yerleştirilmesini gerektirir. Ayrıca, kazara hasarı önlemek için sensör yerlerinin yüzeyde işaretlenmesi veya bayraklanması gerekir.
Doğru kurulumun yanı sıra, sensör kalibrasyonu da çok önemlidir. Toprak sensörleri, toprak nem verilerini Hacimsel Su İçeriği (VWC) olarak kaydeder ve her toprak türünün kendine özgü bir VWC değeri vardır. Toprak nem sensörlerinin hassasiyetleri genellikle farklıdır ve ayrı ayrı kalibre edilmeleri gerekebilir.
Sorun giderme
Elektrik sorunları, vahşi yaşamdan kaynaklanan parazitler veya yanlış bağlanmış kablolar nedeniyle ekipman arızaları meydana gelebilir. Tansiyometreye hava sızması, cihazın güvenilirliğini azaltır. Doğru montaj derinliği ve su yalıtım yöntemlerinin kullanılması, gelecekteki sorunların önlenmesine yardımcı olabilir.
Yaygın sorun giderme teknikleri şunlardır:
Güç kaynağını ve devreleri kontrol etmek
Kimyasal madde kullanmadan sensörleri temizleme
Üreticinin talimatlarına göre hasarlı parçaları değiştirmek için düzenli bakım yapmak.'onarım kılavuzu
Toprak Sağlığının İzlenmesi
Toprak sensörleri, toprak sağlığı değerlendirmesi için daha doğru ve verimli bir strateji sunar. Geleneksel toprak değerlendirmeleri, toprak özelliklerine bağlı olarak haftalar veya aylar sürebilen bir biyopsiye eşdeğerdir.
Sensör ölçümleri çok daha hızlıdır ve 50 dönüm başına bir veya iki saat sürer. Sensörler, su içeriği, su gerilimi ve organik madde varlığı da dahil olmak üzere verimli ürün yönetimi için gerekli her şeyi gösterir.—genel toprak sağlığının harika bir göstergesi—Toprak örneklerini fiziksel olarak çıkarmaya gerek kalmadan.
Çiftlik Yönetim Sistemleriyle Entegrasyon
StartUS Insights raporuna göre, toprak sensörleri ölçeklenebilirliği, verimliliği ve kullanışlılığı nedeniyle en etkili toprak izleme teknolojisidir. Toprak sensörlerini yapay zeka destekli toprak haritalama, havadan görüntüleme, otomatik toprak izleme robotları, emisyon takip cihazları, artırılmış gerçeklik toprak analizi, nanoteknoloji ve blok zinciri entegrasyonu gibi gelişmekte olan diğer tarım teknolojileriyle birleştirmek, çiftlik yönetimini optimize edebilir.
Toprak Sensör Teknolojisindeki Zorluklar ve Çözümler
Nebraska Üniversitesi'nin 2020 tarihli bir raporuna göre, ABD'deki çiftliklerin yalnızca %12'si sulama programlarını belirlemek için toprak nem sensörleri kullanıyor. Toprak sensörleri, erişilebilirlik, kullanıcı dostu olma ve veri işleme ve görüntüleme yeteneklerindeki önemli gelişmeler sayesinde daha uygulanabilir hale geldi, ancak daha fazla ilerlemeye ihtiyaç var.
Toprak sensörlerinin küresel ölçekte benimsenmesi için maliyet etkinliğinin ve birlikte çalışabilirliğinin artırılması gerekmektedir. Birçok sensör türü mevcut olup, bu durum standardizasyon ve uyumluluk eksikliğine yol açmaktadır.
Mevcut teknolojilerin çoğu, özelleştirmeyi zorlaştırabilen tescilli sensörlere dayanmaktadır. UC Berkeley tarafından geliştirilenler gibi sensör teknolojisindeki ilerlemeler, canlı veri izleme olanağı sağlamak ve çeşitli alanlarda ve pazarlarda çevik karar alma süreçlerini desteklemek için entegrasyonu basitleştirir.
Vaka Çalışmaları: Toprak Sensörlerinin Başarılı Uygulaması
Toprak sensörleri çiftçilerin su ve paradan tasarruf etmesine yardımcı oluyor.
Clemson Üniversitesi'nin yaptığı bir araştırma, toprak nem sensörlerinin çiftçilerin verimliliğini artırabileceğini ortaya koydu.'Yer fıstığı, soya fasulyesi veya pamuk yetiştirilen test alanlarında sulama verimliliğini artırarak ortalama net geliri %20 oranında artırmak.
Daha Sürdürülebilir Spor Alanları
Spor tesisleri de toprak sensörlerini kullanmaya başlıyor. Toprak sensörü üreticisi Soil Scout'a göre, Wembley Stadyumu ve Citizens Bank Park (Philadelphia Phillies'in evi) gibi spor tesisleri, su ve enerji kullanımını en üst düzeye çıkarırken yemyeşil oyun yüzeylerini korumak için toprak sensörleri kullanıyor.
Toprak Sensör Teknolojisindeki Gelecek Trendler
Yeni ortaya çıkan trendler arasında, ağır metaller gibi toprak kirleticilerini tespit etmek için sensör hassasiyetini artıran altın veya gümüş bazlı nano parçacıklar içeren nanoteknoloji yer almaktadır.
Nano bileşiklerle kaplanmış sensörler, toprak özelliklerini izleyebilir ve ardından toprak kalitesindeki dalgalanmalara yanıt olarak oksijen gibi besin maddeleri salabilir. Diğerleri ise toprak mikrobiyomunu iyileştirmek için DNA analizi yoluyla solucan sayısı veya mikroorganizma çeşitliliği gibi biyolojik göstergeleri hesaplar.
Yayın tarihi: 09.08.2024