Samenvatting: In de transformatie van traditionele naar precisie- en slimme landbouw ontwikkelen pH-sensoren voor waterkwaliteit zich van onbekende laboratoriuminstrumenten tot de "intelligente smaakpapillen" van het veld. Door de pH van irrigatiewater in realtime te monitoren, beschermen ze de gewasgroei en zijn ze een essentieel onderdeel geworden van wetenschappelijk water- en meststoffenbeheer.
I. Achtergrond van de casus: Het dilemma van "Tomato Valley"
Op de moderne landbouwdemonstratiebasis "Green Source" in Oost-China stond een 200 hectare grote, moderne glazen kas, speciaal bestemd voor de teelt van hoogwaardige cherrytomaten, bekend als "Tomatenvallei". De bedrijfsleider, meneer Wang, kampte echter voortdurend met een probleem: ongelijkmatige gewasgroei, met vergeling van de bladeren en groeistagnatie in sommige gebieden, in combinatie met een lage bemestingsefficiëntie.
Na een voorlopig onderzoek werden plagen, ziekten en voedingstekorten uitgesloten. De aandacht verschoof uiteindelijk naar het irrigatiewater. De waterbron kwam van een nabijgelegen rivier en werd aangevuld met regenwater, waarvan de pH-waarde schommelde als gevolg van weers- en milieuveranderingen. Men vermoedde dat de instabiele pH-waarde van het water de beschikbaarheid van meststoffen beïnvloedde, wat leidde tot de geconstateerde problemen.
II. De oplossing: het implementeren van een intelligent pH-monitoringsysteem
Om dit probleem definitief op te lossen, heeft de basis "Green Source" een intelligent monitoringsysteem voor irrigatiewater geïntroduceerd en in gebruik genomen, gebaseerd op online pH-sensoren voor de waterkwaliteit.
- Systeemopbouw:
- Online pH-sensoren: Deze sensoren zijn direct geïnstalleerd op de hoofdleiding voor de irrigatie en bij de uitlaat van de meststofmengtank in elke kas. Ze werken volgens het elektrodeprincipe, waardoor de pH-waarde van het water continu en in realtime kan worden gemeten.
- Data-acquisitie- en transmissiemodule: Zet de analoge signalen van de sensoren om in digitale signalen en verzendt deze draadloos naar een centraal besturingsplatform via Internet of Things (IoT)-technologie.
- Slim centraal besturingsplatform: een cloudgebaseerd softwaresysteem dat verantwoordelijk is voor het ontvangen, opslaan, weergeven en analyseren van pH-gegevens, en voor het instellen van beheerdrempels.
- Automatisch aanpassingssysteem (optioneel): Gekoppeld aan het platform, regelt het automatisch de injectie van kleine hoeveelheden zure (bijv. fosforzuur) of alkalische (bijv. kaliumhydroxide) oplossing om de pH nauwkeurig aan te passen wanneer de waarden buiten het bereik vallen.
- Werkstroom:
- Realtime monitoring: De pH-waarde van het irrigatiewater wordt in realtime gemeten door de sensoren voordat het het druppelirrigatiesysteem binnenkomt.
- Drempelalarmen: Het optimale pH-bereik voor de groei van cherrytomaten (5,5-6,5) is ingesteld in het centrale besturingsplatform. Als de pH onder de 5,5 zakt of boven de 6,5 stijgt, stuurt het systeem direct een melding naar de beheerders via een mobiele app of computer.
- Data-analyse: Het platform genereert pH-trendgrafieken, waarmee managers patronen en oorzaken van pH-schommelingen kunnen analyseren.
- Automatische/handmatige aanpassing: Het systeem kan volledig automatisch worden ingesteld, waarbij zuur of alkali wordt toegevoegd om de pH nauwkeurig aan te passen aan de gewenste waarde (bijv. 6,0). Managers kunnen het aanpassingssysteem ook handmatig op afstand activeren na ontvangst van een melding.
III. Toepassingsresultaten en waarde
Na drie maanden gebruik van het systeem heeft de "Green Source"-basis aanzienlijke economische en ecologische voordelen opgeleverd:
- Verbeterde meststofefficiëntie, lagere kosten:
- De meeste voedingsstoffen (zoals stikstof, fosfor en kalium) zijn het best beschikbaar voor planten in een licht zure omgeving (pH 5,5-6,5). Door de pH nauwkeurig te regelen, nam de efficiëntie van het kunstmestgebruik met ongeveer 15% toe, waardoor het kunstmestgebruik met circa 10% daalde, terwijl de opbrengst gelijk bleef.
- Verbeterde gewasgezondheid, verhoogde kwaliteit en opbrengst:
- Problemen zoals "chlorose door voedingstekort" (vergeling van de bladeren), die optrad doordat een hoge pH-waarde micronutriënten zoals ijzer en mangaan blokkeerde en daardoor onbeschikbaar maakte voor de planten, werden opgelost. De gewasgroei werd gelijkmatiger en de bladeren kregen een gezonde groene kleur.
- Het Brix-gehalte, de smaak en de consistentie van de cherrytomaten zijn aanzienlijk verbeterd. Het percentage verkoopbare vruchten is met 8% gestegen, wat de economische opbrengsten direct ten goede is gekomen.
- Precisiebeheer mogelijk gemaakt, arbeidskosten bespaard:
- De verouderde methode waarbij frequent handmatig monsters werden genomen en getest, werd vervangen door pH-teststrips of draagbare meters. Dit maakte 24/7 onbeheerde monitoring mogelijk, wat aanzienlijk op arbeidskosten bespaarde en menselijke fouten elimineerde.
- Managers kunnen de waterkwaliteit van het gehele irrigatiesysteem altijd en overal via hun telefoon controleren, wat de beheerefficiëntie aanzienlijk verbetert.
- Voorkomt verstopping van het systeem, verlaagt onderhoudskosten:
- Een te hoge pH-waarde kan ervoor zorgen dat calcium- en magnesiumionen in het water neerslaan, waardoor kalkaanslag ontstaat die de delicate druppelaars verstopt. Door de juiste pH-waarde te handhaven, wordt de kalkaanslag effectief vertraagd, de levensduur van het druppelirrigatiesysteem verlengd en de onderhoudsfrequentie en -kosten verlaagd.
IV. Toekomstperspectief
De toepassing van water-pH-sensoren reikt veel verder dan dit. In het plan voor de slimme landbouw van de toekomst zal het een nog centralere rol spelen:
- Diepgaande integratie met fertigatiesystemen: pH-sensoren worden gecombineerd met EC-sensoren (elektrische geleidbaarheid) en diverse ionselectieve elektroden (bijv. voor nitraat, kalium) om een compleet "voedingsdiagnosesysteem" te vormen voor bemesting op aanvraag en precisie-irrigatie.
- AI-gestuurde voorspellende regeling: Door historische pH-gegevens, weergegevens en gewasgroeimodellen te analyseren met behulp van AI-algoritmen, kan het systeem pH-trends voorspellen en proactief ingrijpen, waardoor de overgang van "realtime regeling" naar "voorspellende regulering" plaatsvindt.
- Uitbreiding naar aquacultuur en bodemmonitoring: Dezelfde technologie kan worden toegepast voor het beheer van de waterkwaliteit in aquacultuurvijvers en gebruikt worden als sensoren voor het in situ meten van de pH-waarde van de bodem, waardoor een uitgebreid netwerk voor milieumonitoring in de landbouw ontstaat.
Conclusie:
Het voorbeeld van de "Green Source"-basis laat duidelijk zien dat de bescheiden water-pH-sensor een brug vormt tussen waterbeheer en de voedingswaarde van gewassen. Door continue, nauwkeurige gegevens te leveren, stuwt de sensor de traditionele "ervaringsgerichte landbouw" richting "datagestuurde slimme landbouw" en biedt zo solide technische ondersteuning voor waterbesparing, vermindering van kunstmestgebruik, kwaliteitsverbetering, efficiëntieverhoging en duurzame landbouwontwikkeling.
We kunnen ook diverse oplossingen bieden voor
1. Draagbare meter voor het meten van meerdere waterparameters
2. Drijvend boeiensysteem voor waterkwaliteitsmetingen met meerdere parameters.
3. Automatische reinigingsborstel voor de multiparameter watersensor
4. Complete set servers en software draadloze module, ondersteunt RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Voor meer watersensoren informatie,
Neem contact op met Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Bedrijfswebsite:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Geplaatst op: 22 oktober 2025