Bodemsensoren zijn een oplossing die zijn waarde op kleinere schaal heeft bewezen en van onschatbare waarde kan worden voor landbouwdoeleinden.
Wat zijn bodemsensoren?
Sensoren volgen de bodemgesteldheid, waardoor realtime gegevensverzameling en -analyse mogelijk zijn.Sensoren kunnen vrijwel elk bodemkenmerk volgen, zoals het DNA van aanwezige micro-organismen, om de balans te verschuiven naar een gezonder bodemmicrobioom, verhoogde opbrengst en verminderd gebruik van hulpbronnen.
De verschillende soorten sensoren in de landbouw gebruiken verschillende methoden, zoals elektrische signalen en het meten van de reflectie van lichtgolven, om de essentiële veldkenmerken vast te stellen die landbouwactiviteiten kunnen transformeren.
Soorten bodemsensoren
Bodemsensoren kunnen bodemkenmerken meten, zoals vochtgehalte, temperatuur, pH, zoutgehalte, vochtigheid, fotosynthetische straling en voedingsstoffenbalans—voornamelijk de vitale stikstof, fosfor en kalium (NPK).
Naast de voordelen voor gewasbeheer, zoals een betere graankwaliteit en minder uitspoeling van voedingsstoffen, kunnen bodemsensoren voorspellingen doen over watervoorraden, landstabiliteit en klimaatverandering.
Andere gebruiksscenario's zijn onder meer irrigatieplanning, beoordelingen van stroomgebieden, profilering van microbiële ecologie en preventie van plantenziekten.
Voordelen van het gebruik van bodemsensoren
Het volgen van de bodemstatus biedt veel voordelen voor boeren en tuinders, waaronder een hogere gewasopbrengst en een efficiënter gebruik van hulpbronnen.IoT, clouddiensten en AI-integratie stellen telers in staat datagestuurde beslissingen te nemen.
Sensoren optimaliseren het gebruik van kunstmest, houden planten gezond, maximaliseren de hulpbronnen en minimaliseren de afvoer en ontgassing die het milieu aantasten.Constante monitoring voorkomt ook problemen, zoals het uitbreken van ziekteverwekkers of bodemverdichting.
Het monitoren van de bodemgesteldheid met behulp van bodemsensoren kan ook het kunstmest- en watergebruik optimaliseren.Het'Er wordt geschat dat ongeveer 30% van de nitraatmeststof die in de VS wordt toegepast, wegspoelt en waterbronnen vervuilt.Zelfs bedreven irrigatiesystemen kunnen tot 50% waterverspilling veroorzaken, en de landbouw is verantwoordelijk voor 70% van het mondiale zoetwaterverbruik.Het vermogen om bodemvocht efficiënt en effectief aan te vullen kan een grote impact hebben.
Bodemsensoren installeren en kalibreren
Elke sensor heeft zijn eigen installatiehandleiding, maar voor de installatie moet doorgaans een gat of greppel in een gewasrij worden gegraven en de sensoren op meerdere diepten worden geplaatst, ook in de buurt van de plantenwortels.
Over een groot gebied dicteren de beste praktijken plaatsing op locaties die indicatief zijn voor de rest van het veld of het te beheren bodemtype, in de buurt van waterbronnen en in direct contact met de bodem (dwz zonder luchtbellen).Sensorlocaties moeten ook worden gemarkeerd of anderszins gemarkeerd op het oppervlak om accidentele schade te voorkomen.
Naast de juiste installatie is sensorkalibratie van cruciaal belang.Bodemsensoren registreren bodemvochtgegevens als Volumetrisch Watergehalte (VWC), en elk type bodem heeft zijn eigen VWC.Bodemvochtsensoren hebben vaak verschillende gevoeligheden en moeten mogelijk afzonderlijk worden gekalibreerd.
Probleemoplossen
Apparatuurstoringen kunnen optreden als gevolg van elektrische problemen, interferentie door wilde dieren of verkeerd aangesloten draden.Elke lucht die in een tensiometer lekt, maakt deze onbetrouwbaar.Door te zorgen voor de juiste installatiediepte en waterdichtingsmethoden kunnen toekomstige problemen worden voorkomen.
Veelgebruikte technieken voor probleemoplossing zijn onder meer:
Controle van de voeding en circuits
Het reinigen van de sensoren zonder gebruik van chemicaliën
Het uitvoeren van regelmatig onderhoud om beschadigde onderdelen te vervangen volgens de fabrikant's reparatiehandleiding
Monitoring van de bodemgezondheid
Bodemsensoren bieden een nauwkeurigere, gestroomlijnde strategie voor de beoordeling van de bodemgezondheid.Conventionele bodembeoordelingen zijn het equivalent van een biopsie, die weken of maanden kan duren, afhankelijk van de bodemeigenschappen.
Sensormetingen zijn veel sneller en duren een uur of twee per 50 hectare.De sensoren geven alles weer wat nodig is voor efficiënt gewasbeheer, inclusief het watergehalte, de waterspanning en de aanwezigheid van organisch materiaal—een goede indicator voor de algehele bodemgezondheid—zonder de noodzaak om bodemmonsters fysiek te verwijderen.
Integratie met landbouwbeheersystemen
Volgens een rapport van StartUS Insights zijn bodemsensoren de meest impactvolle technologie voor bodemmonitoring vanwege hun schaalbaarheid, efficiëntie en bruikbaarheid.Het combineren van bodemsensoren met andere snelgroeiende landbouwtechnologieën, waaronder AI-aangedreven bodemkartering, luchtfoto’s, geautomatiseerde robots voor bodemmonitoring, emissietrackers, augmented reality-bodemanalyse, nanotechnologie en blockchain-integratie, kan het bedrijfsbeheer optimaliseren.
Uitdagingen en oplossingen in bodemsensortechnologie
Op basis van een rapport van de Universiteit van Nebraska uit 2020 gebruikt slechts 12% van de Amerikaanse boerderijen bodemvochtsensoren om irrigatieschema's te bepalen.Bodemsensoren zijn levensvatbaarder geworden dankzij aanzienlijke verbeteringen op het gebied van toegankelijkheid, gebruiksvriendelijkheid en gegevensverwerking en weergavemogelijkheden, maar er is meer vooruitgang nodig.
Bodemsensoren moeten kostenefficiënter en interoperabeler worden voor wereldwijde acceptatie.Er bestaan veel soorten sensoren, wat resulteert in een gebrek aan standaardisatie en compatibiliteit.
Veel bestaande technologieën zijn afhankelijk van bedrijfseigen sensoren, wat maatwerk lastig kan maken.Vooruitgang in sensortechnologie, zoals ontwikkeld door UC Berkeley, vereenvoudigt de onboarding om live datamonitoring te bieden en flexibele besluitvorming in alle vakgebieden en markten te bevorderen.
Casestudies: succesvolle implementatie van bodemsensoren
Bodemsensoren helpen boeren water en geld te besparen
Uit een onderzoek van Clemson University is gebleken dat bodemvochtsensoren het aantal boeren kunnen vergroten'gemiddelde netto-inkomen met 20% door de irrigatie-efficiëntie te verhogen in geteste velden waar pinda's, sojabonen of katoen verbouwden.
Duurzamere sportvelden
Sportlocaties maken ook gebruik van bodemsensoren.Wembley Stadium en Citizens Bank Park (de thuisbasis van de Philadelphia Phillies) behoren tot de sportlocaties die bodemsensoren gebruiken om weelderige speeloppervlakken te behouden en tegelijkertijd het water- en energieverbruik te maximaliseren, aldus bodemsensormaker Soil Scout.
Toekomstige trends in bodemsensortechnologie
Opkomende trends zijn onder meer nanotechnologie, met op goud of zilver gebaseerde nanodeeltjes die de sensorgevoeligheid verhogen voor het detecteren van bodemverontreinigende stoffen zoals zware metalen.
Sensoren bekleed met nanoverbindingen kunnen de bodemkenmerken volgen en vervolgens voedingsstoffen, zoals zuurstof, vrijgeven als reactie op de fluctuerende bodemkwaliteit.Anderen berekenen bio-indicatoren, zoals het aantal regenwormen of de diversiteit van micro-organismen, door middel van DNA-analyse, om het bodemmicrobioom te verbeteren.
Posttijd: 09 april 2024