Здоровье почвы имеет решающее значение для превращения залежей в плодородную почву для выращивания кофе. Поддерживая здоровье почвы, производители кофе могут улучшить рост растений, состояние листьев, качество почек, ягод и зерен, а также урожайность. Традиционный мониторинг почвы трудоемок, занимает много времени и чреват ошибками. Усовершенствование систем мониторинга с помощью технологии IoT на базе искусственного интеллекта позволяет быстро и точно вносить изменения. Интегрированные системы управления плодородием почвы превращают бесплодные земли в плодородные, используя анализ данных в реальном времени для оптимизации здоровья почвы, максимизации эффективности, повышения устойчивости и предотвращения роста урожая. Подход RNN-IoT использует датчики IoT на кофейных плантациях для сбора данных в реальном времени о температуре почвы, влажности, pH, уровне питательных веществ, погоде, уровне CO2, EC, TDS и исторических данных. Для передачи данных используется беспроводная облачная платформа. Тестирование и обучение с использованием рекуррентных нейронных сетей (RNN) и вентильных рекуррентных блоков позволяют собирать данные для прогнозирования здоровья почвы и повреждения урожая. Исследователи проводят подробные качественные тесты для оценки предложенного подхода RNN-IoT. Используйте контрфактические рекомендации для разработки альтернативных стратегий орошения, внесения удобрений, управления удобрениями и управления урожаем, учитывая существующие почвенные условия, прогнозы и исторические данные. Точность оценивается путем сравнения с другими алгоритмами глубокого обучения. По сравнению с традиционными методами мониторинга почвы, мониторинг состояния почвы с использованием методов RNN-IoT повышает эффективность и точность. Минимизируйте воздействие на окружающую среду, сокращая потребление воды и удобрений. Улучшите процесс принятия решений фермерами и доступность данных с помощью мобильного приложения, которое предоставляет данные в режиме реального времени, рекомендации, сгенерированные ИИ, и возможность обнаружения потенциального повреждения урожая для быстрого принятия мер.
В XIX веке выращивание кофе в Бразилии начало расширяться в регион Серрадо. Серрадо — это обширная саванна с бедными почвами. Однако бразильские фермеры, выращивающие кофе, разработали новые методы улучшения почвы, такие как использование извести и удобрений. В результате Серрадо в настоящее время является крупнейшим в мире регионом по производству кофе. В плодородной почве содержатся такие компоненты, как азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера и железо. Лучшая почва для выращивания кофе — это суглинистые почвы северной Карнатаки, Индия, которые обладают хорошей текстурой, дренажем и влагоудержанием. Почва для кофейных плантаций требует хорошо дренированной почвы, чтобы предотвратить переувлажнение и гниение корней. Кофейные растения имеют разветвленную корневую систему, которая глубоко проникает в почву и поглощает питательные вещества и воду. Богатая питательными веществами почва является основой для оптимального роста и развития кофейных деревьев, что способствует производству высококачественных кофейных зерен. Плодородие означает способность почвы обеспечивать растения необходимыми питательными веществами (такими как азот, фосфор и калий). Здоровая почва способствует здоровью кофейных деревьев, которые, в свою очередь, дают более высокие урожаи высококачественных кофейных зерен. Кофейные деревья хорошо растут в слабокислой почве с pH 5,0-6,5.
Использование покровных культур, компоста, органических удобрений, минимальной обработки почвы, экономии воды и затенения — это давно применяемые стратегии повышения плодородия почвы. Использование датчиков IoT для мониторинга и улучшения состояния почвы на кофейных плантациях и восстановления плодородия почвы в засушливых районах является креативным и успешным подходом. Датчики почвы измеряют содержание азота, фосфора и калия. Датчики температуры почвы показывают, как температура влияет на рост растений и усвоение питательных веществ. Фермеры могут защитить кофейные растения от экстремальных температур, контролируя температуру почвы. Анализ температурных режимов почвы может защитить кофейные растения от экстремальных температур. Датчики IoT помогают фермерам оптимизировать орошение, внесение удобрений и другие мероприятия по управлению почвой для оздоровления почвы и повышения урожайности, предоставляя данные о состоянии почвы в режиме реального времени.
Комплексный анализ данных о содержании питательных веществ в почве позволит прогнозировать потенциальный дефицит питательных веществ, что даст фермерам возможность эффективно и результативно применять удобрения. Регулярный мониторинг почвы позволит отслеживать изменения ее состояния и своевременно принимать меры безопасности.
Интернет вещей (IoT) — ключевая технология для интеллектуального сельского хозяйства, поскольку она позволяет собирать и анализировать данные с датчиков в режиме реального времени. Система измерения параметров почвы на основе IoT может предоставлять данные о параметрах почвы в режиме реального времени, позволяя фермерам быстро реагировать на изменения. Дальнейшая работа над системами измерения параметров почвы на основе IoT может быть сосредоточена на упрощении настройки и обслуживания системы.
Дата публикации: 11 июля 2024 г.