Tomaat (Solanum lycopersicum L.) is een van de meest waardevolle gewassen op de wereldmarkt en wordt voornamelijk met irrigatie geteeld. De tomatenteelt wordt vaak belemmerd door ongunstige omstandigheden zoals klimaat, bodemgesteldheid en watervoorziening. Wereldwijd zijn er sensortechnologieën ontwikkeld en geïnstalleerd om boeren te helpen bij het beoordelen van groeiomstandigheden zoals de beschikbaarheid van water en voedingsstoffen, de pH-waarde van de bodem, temperatuur en topologie.
Factoren die verband houden met een lage tomatenproductiviteit. De vraag naar tomaten is groot, zowel op de markt voor verse consumptie als op de markt voor industriële (verwerkende) productie. Lage tomatenopbrengsten worden waargenomen in veel landbouwsectoren, zoals in Indonesië, waar grotendeels wordt vastgehouden aan traditionele landbouwsystemen. De introductie van technologieën zoals op het Internet of Things (IoT) gebaseerde applicaties en sensoren heeft de opbrengst van verschillende gewassen, waaronder tomaten, aanzienlijk verhoogd.
Het gebrek aan gebruik van heterogene en moderne sensoren door onvoldoende informatie leidt ook tot lage opbrengsten in de landbouw. Verstandig waterbeheer speelt een belangrijke rol bij het voorkomen van mislukte oogsten, vooral in tomatenplantages.
Bodemvochtigheid is een andere factor die de tomatenopbrengst bepaalt, omdat het essentieel is voor de overdracht van voedingsstoffen en andere stoffen van de bodem naar de plant. Het handhaven van de planttemperatuur is belangrijk omdat dit de rijpheid van bladeren en vruchten beïnvloedt.
De optimale bodemvochtigheid voor tomatenplanten ligt tussen de 60% en 80%. De ideale temperatuur voor maximale tomatenproductie ligt tussen de 24 en 28 graden Celsius. Boven deze temperatuur zijn de plantengroei en de ontwikkeling van bloemen en vruchten niet optimaal. Bij sterke schommelingen in de bodemgesteldheid en temperatuur zal de plantengroei traag en belemmerd zijn en zullen tomaten ongelijkmatig rijpen.
Sensoren gebruikt in de tomatenteelt. Er zijn verschillende technologieën ontwikkeld voor nauwkeurig waterbeheer, voornamelijk gebaseerd op proximale en remote sensing-technieken. Om het watergehalte in planten te bepalen, worden sensoren gebruikt die de fysiologische toestand van de planten en hun omgeving beoordelen. Zo kunnen sensoren op basis van terahertzstraling in combinatie met vochtigheidsmetingen de hoeveelheid druk op het blad bepalen.
Sensoren die worden gebruikt om het watergehalte in planten te bepalen, zijn gebaseerd op diverse instrumenten en technologieën, waaronder elektrische impedantiespectroscopie, nabij-infrarood (NIR) spectroscopie, ultrasone technologie en bladklemtechnologie. Bodemvochtsensoren en geleidbaarheidssensoren worden gebruikt om de bodemstructuur, het zoutgehalte en de geleidbaarheid te bepalen.
Bodemvochtigheids- en temperatuursensoren, evenals een automatisch bewateringssysteem. Om een optimale opbrengst te behalen, hebben tomaten een goed bewateringssysteem nodig. Groeiende watertekorten bedreigen de landbouwproductie en voedselzekerheid. Het gebruik van efficiënte sensoren kan zorgen voor een optimaal gebruik van waterbronnen en een maximale gewasopbrengst.
Bodemvochtsensoren meten de bodemvochtigheid. Recent ontwikkelde bodemvochtsensoren bevatten twee geleidende platen. Wanneer deze platen worden blootgesteld aan een geleidend medium (zoals water), migreren elektronen van de anode naar de kathode. Deze beweging van elektronen creëert een elektrische stroom, die kan worden gedetecteerd met een voltmeter. Deze sensor detecteert de aanwezigheid van water in de bodem.
In sommige gevallen worden bodemsensoren gecombineerd met thermistoren die zowel temperatuur als vochtigheid kunnen meten. De gegevens van deze sensoren worden verwerkt en genereren een enkelvoudige, bidirectionele uitvoer die naar het geautomatiseerde spoelsysteem wordt gestuurd. Wanneer de temperatuur- en vochtigheidsgegevens bepaalde drempelwaarden bereiken, schakelt de schakelaar van de waterpomp automatisch in of uit.
Bioristor is een bio-elektronische sensor. Bio-elektronica wordt gebruikt om de fysiologische processen van planten en hun morfologische kenmerken te sturen. Onlangs is een in-vivosensor ontwikkeld op basis van organische elektrochemische transistoren (OECT's), algemeen bekend als bioweerstanden. De sensor werd in de tomatenteelt gebruikt om veranderingen in de samenstelling van het plantensap dat door het xyleem en floëem van groeiende tomatenplanten stroomt, te meten. De sensor werkt realtime in het lichaam zonder de werking van de plant te verstoren.
Omdat de bioweerstand direct in plantenstengels kan worden geïmplanteerd, is in vivo observatie mogelijk van fysiologische mechanismen die verband houden met ionenbeweging in planten onder stressvolle omstandigheden zoals droogte, zoutgehalte, onvoldoende dampspanning en hoge relatieve vochtigheid. Biostor wordt ook gebruikt voor de detectie van ziekteverwekkers en ongediertebestrijding. De sensor wordt ook gebruikt om de waterstatus van planten te monitoren.
Plaatsingstijd: 1 augustus 2024