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

Domates (Solanum lycopersicum L.), dünya pazarında yüksek değere sahip ürünlerden biridir ve çoğunlukla sulama altında yetiştirilir. Domates üretimi, iklim, toprak ve su kaynakları gibi elverişsiz koşullar nedeniyle sıklıkla engellenir. Çiftçilerin su ve besin maddesi bulunabilirliği, toprak pH'ı, sıcaklık ve topoloji gibi yetiştirme koşullarını değerlendirmelerine yardımcı olmak için dünya çapında sensör teknolojileri geliştirilmiş ve kurulmuştur.
Domates veriminin düşük olmasının nedenleri. Domatese olan talep hem taze tüketim pazarlarında hem de endüstriyel (işleme) üretim pazarlarında yüksektir. Endonezya gibi büyük ölçüde geleneksel tarım sistemlerine bağlı birçok tarım sektöründe düşük domates verimi gözlemlenmektedir. Nesnelerin İnterneti (IoT) tabanlı uygulamalar ve sensörler gibi teknolojilerin kullanımı, domates de dahil olmak üzere çeşitli ürünlerin verimini önemli ölçüde artırmıştır.
Yetersiz bilgi nedeniyle farklı ve modern sensörlerin kullanılmaması da tarımda düşük verime yol açmaktadır. Akıllı su yönetimi, özellikle domates tarlalarında ürün kaybını önlemede önemli bir rol oynamaktadır.
Toprak nemi, besin maddelerinin ve diğer bileşiklerin topraktan bitkiye taşınması için gerekli olduğundan, domates verimini belirleyen bir diğer faktördür. Bitki sıcaklığının korunması da yaprakların ve meyvelerin olgunlaşmasını etkilediği için önemlidir.
Domates bitkileri için ideal toprak nemi %60 ile %80 arasındadır. Maksimum domates verimi için ideal sıcaklık 24 ile 28 derece arasındadır. Bu sıcaklık aralığının üzerinde bitki büyümesi, çiçek ve meyve gelişimi yetersiz kalır. 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, esas olarak yakın ve uzaktan algılama tekniklerine dayalı çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Bitkilerdeki su içeriğini belirlemek için, bitkilerin fizyolojik durumunu ve çevrelerini değerlendiren sensörler kullanılır. Örneğin, nem ölçümleriyle birleştirilmiş terahertz radyasyonuna dayalı sensörler, yaprak üzerindeki basınç miktarını belirleyebilir.
Bitkilerdeki su içeriğini belirlemek için kullanılan sensörler, elektriksel empedans spektroskopisi, yakın kızılötesi (NIR) spektroskopisi, ultrasonik teknoloji ve yaprak kıskaç teknolojisi de dahil olmak üzere çeşitli alet ve teknolojilere dayanmaktadır. Toprak nem sensörleri ve iletkenlik sensörleri ise toprak yapısını, tuzluluğunu ve iletkenliğini belirlemek için kullanılır.
Toprak nemi ve sıcaklık sensörlerinin yanı sıra otomatik sulama sistemi. Domatesler, optimum verim elde etmek için uygun bir sulama sistemine ihtiyaç duyar. Artan su kıtlığı tarımsal üretimi ve gıda güvenliğini tehdit etmektedir. Verimli sensörlerin kullanımı, su kaynaklarının en iyi şekilde kullanılmasını ve ürün veriminin en üst düzeye çıkarılmasını sağlayabilir.
Toprak nem sensörleri topraktaki nemi tahmin eder. Son zamanlarda geliştirilen toprak nem sensörleri iki iletken plakadan oluşmaktadır. Bu plakalar iletken bir ortama (örneğin suya) maruz kaldığında, anottan katoda elektronlar hareket eder. Bu elektron hareketi, bir voltmetre kullanılarak algılanabilen 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 işlenir ve otomatik yıkama sistemine gönderilen tek satırlı, çift yönlü bir çıkış sinyali üretilir. Sıcaklık ve nem verileri belirli eşiklere ulaştığında, su pompası anahtarı otomatik olarak açılır veya kapanır.
Biyoristör, biyoelektronik bir sensördür. Biyoelektronik, bitkilerin fizyolojik süreçlerini ve morfolojik özelliklerini kontrol etmek için kullanılır. Son zamanlarda, genellikle biyoristör olarak adlandırılan organik elektrokimyasal transistörlere (OECT'ler) dayalı bir in vivo sensör geliştirilmiştir. Bu 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 implante edilebildiği için, kuraklık, tuzluluk, yetersiz buhar basıncı ve yüksek bağıl nem gibi stres koşulları altında bitkilerde iyon hareketine bağlı fizyolojik mekanizmaların canlı olarak gözlemlenmesine olanak tanır. Biyorezistör ayrıca patojen tespiti ve zararlı kontrolü için de kullanılır. Sensör ayrıca bitkilerin su durumunu izlemek için de kullanılır.