Toprak sensörleri, çiftçilerin su ve besin bulunabilirliği, toprak pH'ı, sıcaklık ve topografya gibi büyüme koşullarını değerlendirmelerine yardımcı olur

Domates (Solanum lycopersicum L.), dünya pazarındaki yüksek değerli ürünlerden biridir ve çoğunlukla sulama yoluyla yetiştirilir. Domates üretimi genellikle iklim, toprak ve su kaynakları gibi olumsuz koşullar nedeniyle sekteye uğrar. Çiftçilerin su ve besin bulunabilirliği, toprak pH'ı, sıcaklık ve topoloji gibi yetiştirme koşullarını değerlendirmelerine yardımcı olmak için dünya genelinde sensör teknolojileri geliştirilmiş ve kurulmuştur.
Domateslerde düşük verimle ilişkili faktörler. Domates talebi hem taze tüketim pazarlarında hem de endüstriyel (işleme) üretim pazarlarında yüksektir. Geleneksel tarım sistemlerine büyük ölçüde bağlı olan Endonezya gibi birçok tarım sektöründe düşük domates verimi gözlemlenmektedir. Nesnelerin İnterneti (IoT) tabanlı uygulamalar ve sensörler gibi teknolojilerin ortaya çıkması, domates de dahil olmak üzere çeşitli ürünlerin verimini önemli ölçüde artırmıştır.
Yetersiz bilgi nedeniyle heterojen ve modern sensörlerin kullanılmaması, tarımda düşük verimlere de yol açmaktadır. Özellikle domates tarlalarında, ürün kaybının önlenmesinde akıllı su yönetimi önemli rol oynamaktadır.
Toprak nemi, besin maddelerinin ve diğer bileşiklerin topraktan bitkiye aktarılması için hayati önem taşıdığından, domates verimini belirleyen bir diğer faktördür. Bitki sıcaklığının korunması, yaprak ve meyvelerin olgunluğunu etkilediği için önemlidir.
Domates bitkileri için optimum toprak nemi %60 ila %80 arasındadır. Maksimum domates üretimi için ideal sıcaklık 24 ila 28 santigrat derece arasındadır. Bu sıcaklık aralığının üzerinde bitki büyümesi, çiçek ve meyve gelişimi optimum düzeyde değildir. Toprak koşulları ve sıcaklıklar büyük ölçüde dalgalanırsa, bitki büyümesi yavaş ve bodur olur ve domatesler düzensiz olgunlaşır.
Domates yetiştiriciliğinde kullanılan sensörler. Su kaynaklarının hassas yönetimi için, çoğunlukla yakın ve uzaktan algılama tekniklerine dayanan çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Bitkilerdeki su içeriğini belirlemek için, bitkilerin fizyolojik durumunu ve çevrelerini değerlendiren sensörler kullanılır. Örneğin, terahertz radyasyonuna dayalı sensörler, nem ölçümleriyle birleşerek bıçak üzerindeki basınç miktarını belirleyebilir.
Bitkilerdeki su içeriğini belirlemek için kullanılan sensörler, elektriksel empedans spektroskopisi, yakın kızılötesi (NIR) spektroskopisi, ultrasonik teknoloji ve yaprak kelepçesi teknolojisi gibi çeşitli cihaz ve teknolojilere dayanmaktadır. Toprak nem sensörleri ve iletkenlik sensörleri ise toprak yapısını, tuzluluğunu ve iletkenliğini belirlemek için kullanılır.
Toprak nem ve sıcaklık sensörleri ve otomatik sulama sistemi. Optimum verim elde etmek için domateslerin uygun bir sulama sistemine ihtiyacı vardır. Artan su kıtlığı, tarımsal üretimi ve gıda güvenliğini tehdit etmektedir. Verimli sensörlerin kullanımı, su kaynaklarının optimum kullanımını sağlayabilir ve ürün verimini en üst düzeye çıkarabilir.
Toprak nem sensörleri, toprak nemini tahmin eder. Son zamanlarda geliştirilen toprak nem sensörleri iki iletken plaka içerir. Bu plakalar iletken bir ortama (su gibi) maruz kaldığında, anottaki elektronlar katoda doğru hareket eder. Elektronların bu hareketi, bir voltmetre kullanılarak tespit edilebilen bir elektrik akımı oluşturur. Bu sensör, topraktaki suyun varlığını tespit eder.
Bazı durumlarda, toprak sensörleri hem sıcaklığı hem de nemi ölçebilen termistörlerle birleştirilir. Bu sensörlerden gelen veriler işlenerek, otomatik yıkama sistemine gönderilen tek satırlı, çift yönlü bir çıktı oluşturulur. Sıcaklık ve nem verileri belirli eşiklere ulaştığında, su pompası anahtarı otomatik olarak açılır veya kapanır.
Biyoristor, biyoelektronik bir sensördür. Biyoelektronik, bitkilerin fizyolojik süreçlerini ve morfolojik özelliklerini kontrol etmek için kullanılır. Son zamanlarda, yaygın olarak biyodirenç olarak adlandırılan organik elektrokimyasal transistörlere (OECT'ler) dayalı bir in vivo sensör geliştirilmiştir. Sensör, domates yetiştiriciliğinde, büyüyen domates bitkilerinin ksilem ve floeminde akan bitki özsuyunun bileşimindeki değişiklikleri değerlendirmek için kullanılmıştır. Sensör, bitkinin işleyişine müdahale etmeden vücut içinde gerçek zamanlı olarak çalışır.
Biyorezistör doğrudan bitki gövdelerine yerleştirilebildiğinden, kuraklık, tuzluluk, yetersiz buhar basıncı ve yüksek bağıl nem gibi stres koşullarında bitkilerde iyon hareketiyle ilişkili fizyolojik mekanizmaların canlı organizmada gözlemlenmesine olanak tanır. Biyorezistör ayrıca patojen tespiti ve zararlı kontrolü için de kullanılır. Sensör ayrıca bitkilerin su durumunu izlemek için de kullanılır.