Томат (Solanum lycopersicum L.) — одна из самых ценных культур на мировом рынке, выращиваемая преимущественно в условиях орошения. Производство томатов часто затрудняется неблагоприятными климатическими условиями, почвенными и водными ресурсами. По всему миру разработаны и установлены сенсорные технологии, помогающие фермерам оценивать условия выращивания, такие как доступность воды и питательных веществ, pH почвы, температура и топография.
Факторы, связанные с низкой урожайностью томатов. Спрос на томаты высок как на рынках свежего потребления, так и на рынках промышленного (перерабатывающего) производства. Низкая урожайность томатов наблюдается во многих сельскохозяйственных секторах, например, в Индонезии, где в основном придерживаются традиционных систем земледелия. Внедрение технологий, таких как приложения и датчики на основе Интернета вещей (IoT), значительно повысило урожайность различных культур, включая томаты.
Недостаточное использование разнородных и современных датчиков из-за недостатка информации также приводит к низкой урожайности в сельском хозяйстве. Рациональное управление водными ресурсами играет важную роль в предотвращении неурожая, особенно на плантациях томатов.
Влажность почвы — ещё один фактор, определяющий урожайность томатов, поскольку она необходима для переноса питательных веществ и других соединений из почвы в растение. Поддержание температуры растений важно, поскольку она влияет на созревание листьев и плодов.
Оптимальная влажность почвы для томатов составляет от 60% до 80%. Идеальная температура для максимального плодоношения томатов — от 24 до 28 градусов Цельсия. Выше этого диапазона рост растений, а также развитие цветков и плодов замедляются. Если почвенные условия и температура сильно колеблются, рост растений замедляется, а томаты созревают неравномерно.
Датчики, используемые при выращивании томатов. Разработано несколько технологий для точного управления водными ресурсами, основанных, главным образом, на методах проксимального и дистанционного зондирования. Для определения содержания воды в растениях используются датчики, оценивающие физиологическое состояние растений и окружающую их среду. Например, датчики, работающие на терагерцовом излучении, в сочетании с измерениями влажности позволяют определить величину давления на лезвие.
Датчики, используемые для определения содержания воды в растениях, основаны на различных приборах и технологиях, включая электроимпедансную спектроскопию, спектроскопию в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК), ультразвуковую технологию и технологию захвата листьев. Датчики влажности почвы и датчики проводимости используются для определения структуры почвы, её засолённости и проводимости.
Датчики влажности и температуры почвы, а также автоматическая система полива. Для получения оптимального урожая томатам необходима правильная система полива. Дефицит воды в период роста угрожает сельскохозяйственному производству и продовольственной безопасности. Использование эффективных датчиков может обеспечить оптимальное использование водных ресурсов и максимальную урожайность.
Датчики влажности почвы измеряют влажность почвы. Недавно разработанные датчики влажности почвы включают в себя две проводящие пластины. При контакте этих пластин с проводящей средой (например, водой) электроны с анода перемещаются к катоду. Это движение электронов создаёт электрический ток, который можно измерить с помощью вольтметра. Этот датчик определяет наличие воды в почве.
В некоторых случаях датчики температуры почвы комбинируются с термисторами, которые могут измерять как температуру, так и влажность. Данные с этих датчиков обрабатываются и формируют однопроводной двунаправленный выходной сигнал, который отправляется в автоматизированную систему промывки. Когда значения температуры и влажности достигают определённых пороговых значений, водяной насос автоматически включается или выключается.
Биористор — это биоэлектронный датчик. Биоэлектроника используется для контроля физиологических процессов растений и их морфологических характеристик. Недавно был разработан датчик in vivo на основе органических электрохимических транзисторов (ОЭХТ), обычно называемых биорезисторами. Датчик использовался при выращивании томатов для оценки изменений состава сока, протекающего в ксилеме и флоэме растущих растений томата. Датчик работает в режиме реального времени внутри организма, не вмешиваясь в его функционирование.
Биорезистив может быть имплантирован непосредственно в стебли растений, что позволяет наблюдать in vivo физиологические механизмы, связанные с движением ионов в растениях в стрессовых условиях, таких как засуха, засоление, недостаточное давление пара и высокая относительная влажность. Биостор также используется для обнаружения патогенов и борьбы с вредителями. Датчик также используется для контроля уровня воды в растениях.
Время публикации: 01.08.2024