Een betaalbaarder bodemvochtigheidssensor installeren

Colleen Josephson, universitair docent elektrotechniek en computerwetenschappen aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, heeft een prototype ontwikkeld van een passieve radiofrequentietag die onder de grond kan worden begraven en radiogolven van een bovengrondse lezer kan weerkaatsen. Deze lezer kan door een persoon worden vastgehouden, door een drone worden vervoerd of op een voertuig worden gemonteerd. De sensor zou telers vertellen hoeveel vocht er in de grond zit, gebaseerd op de tijd die de radiogolven nodig hebben om de afstand af te leggen.
Het doel van Josephson is om het gebruik van teledetectie bij besluitvorming over irrigatie te bevorderen.
"De belangrijkste drijfveer is het verbeteren van de precisie van de irrigatie," aldus Josephson. "Tientallen jaren van onderzoek tonen aan dat je met sensorgestuurde irrigatie water bespaart en tegelijkertijd hoge opbrengsten behoudt."
De huidige sensornetwerken zijn echter duur, omdat ze zonnepanelen, bekabeling en internetverbindingen vereisen die duizenden dollars per meetlocatie kunnen kosten.
Het probleem is dat de lezer in de buurt van de tag moet komen. Ze schat dat haar team het systeem werkend kan krijgen tot 10 meter boven de grond en tot een diepte van 1 meter in de grond.
Josephson en haar team hebben een succesvol prototype van de tag ontwikkeld: een doosje ter grootte van een schoenendoos met daarin de radiofrequentietag, die wordt gevoed door een paar AA-batterijen, en een bovengrondse lezer.
Met een subsidie ​​van de Foundation for Food and Agriculture Research is ze van plan het experiment te herhalen met een kleiner prototype en er tientallen van te maken, genoeg voor veldproeven op commerciële landbouwbedrijven. De proeven zullen plaatsvinden met bladgroenten en bessen, omdat dat de belangrijkste gewassen zijn in de Salinas-vallei bij Santa Cruz, aldus zij.
Een van de doelen is om te bepalen hoe goed het signaal door bladerdaken heen dringt. Tot nu toe hebben ze op het station tags naast druppelirrigatieleidingen tot een diepte van 75 centimeter in de grond begraven en krijgen ze nauwkeurige bodemmetingen.
Irrigatie-experts in het noordwesten prezen het idee – precisie-irrigatie is inderdaad duur – maar hadden veel vragen.
Chet Dufault, een kweker die geautomatiseerde irrigatiesystemen gebruikt, vindt het concept goed, maar heeft bezwaar tegen de arbeid die nodig is om de sensor in de buurt van het label te brengen.
"Als je iemand moet sturen of zelf moet gaan... kun je net zo makkelijk in 10 seconden een bodemsonde in de grond steken," zei hij.
Troy Peters, hoogleraar biologische systeemtechniek aan de Washington State University, stelde de vraag hoe bodemtype, dichtheid, textuur en oneffenheden de metingen beïnvloeden en of elke locatie afzonderlijk gekalibreerd zou moeten worden.
Honderden sensoren, geïnstalleerd en onderhouden door technici van het bedrijf, communiceren via radio met één enkele ontvanger die wordt gevoed door een zonnepaneel op een afstand van maximaal 450 meter. Deze ontvanger stuurt de gegevens vervolgens door naar de cloud. De batterijduur is geen probleem, omdat de technici elke sensor minstens één keer per jaar bezoeken.
De prototypes van Josephson gaan 30 jaar terug in de tijd, aldus Ben Smith, technisch irrigatiespecialist bij Semios. Hij herinnert zich dat de leidingen onder de grond lagen met blootliggende draden die een medewerker handmatig in een draagbare datalogger moest steken.
De sensoren van vandaag kunnen gegevens analyseren over water, voeding, klimaat, plagen en meer. De bodemdetectoren van het bedrijf nemen bijvoorbeeld elke 10 minuten metingen, waardoor analisten trends kunnen signaleren.