Доматът (Solanum lycopersicum L.) е една от висококачествените култури на световния пазар и се отглежда главно при напояване. Производството на домати често е възпрепятствано от неблагоприятни условия като климат, почва и водни ресурси. Сензорни технологии са разработени и инсталирани по целия свят, за да помогнат на земеделските производители да оценят условията на отглеждане, като например наличието на вода и хранителни вещества, pH на почвата, температура и топология.
Фактори, свързани с ниската продуктивност на доматите. Търсенето на домати е високо както на пазарите за прясна консумация, така и на пазарите за промишлено (преработвателно) производство. Ниски добиви на домати се наблюдават в много селскостопански сектори, като например в Индонезия, която до голяма степен се придържа към традиционните земеделски системи. Въвеждането на технологии като приложения и сензори, базирани на Интернет на нещата (IoT), значително увеличи добива на различни култури, включително домати.
Липсата на използване на хетерогенни и модерни сензори поради недостатъчна информация също води до ниски добиви в селското стопанство. Разумното управление на водите играе важна роля за избягване на неуспех на реколтата, особено в доматените насаждения.
Влажността на почвата е друг фактор, който определя добива на домати, тъй като е от съществено значение за преноса на хранителни вещества и други съединения от почвата към растението. Поддържането на температурата на растението е важно, тъй като влияе върху зрелостта на листата и плодовете.
Оптималната влажност на почвата за доматените растения е между 60% и 80%. Идеалната температура за максимално производство на домати е между 24 и 28 градуса по Целзий. Над този температурен диапазон растежът на растенията, както и развитието на цветовете и плодовете са неоптимални. Ако почвените условия и температурите се колебаят значително, растежът на растенията ще бъде бавен и забавен, а доматите ще узряват неравномерно.
Сензори, използвани в отглеждането на домати. Разработени са няколко технологии за прецизно управление на водните ресурси, базирани главно на техники за проксимално и дистанционно наблюдение. За определяне на съдържанието на вода в растенията се използват сензори, които оценяват физиологичното състояние на растенията и тяхната среда. Например, сензори, базирани на терагерцово лъчение, комбинирани с измервания на влажност, могат да определят количеството натиск върху острието.
Сензорите, използвани за определяне на водното съдържание в растенията, са базирани на различни инструменти и технологии, включително електрическа импедансна спектроскопия, близка инфрачервена (NIR) спектроскопия, ултразвукова технология и технология за захващане на листа. Сензорите за почвена влажност и сензорите за проводимост се използват за определяне на структурата, солеността и проводимостта на почвата.
Сензори за влажност и температура на почвата, както и автоматична система за поливане. За да се получи оптимален добив, доматите се нуждаят от подходяща система за поливане. Нарастващият недостиг на вода заплашва селскостопанското производство и продоволствената сигурност. Използването на ефикасни сензори може да осигури оптимално използване на водните ресурси и да увеличи максимално добивите.
Сензорите за почвена влажност оценяват влажността на почвата. Наскоро разработените сензори за почвена влажност включват две проводими пластини. Когато тези пластини са изложени на проводима среда (като вода), електроните от анода ще мигрират към катода. Това движение на електрони ще създаде електрически ток, който може да бъде открит с помощта на волтметър. Този сензор открива наличието на вода в почвата.
В някои случаи сензорите за почва се комбинират с термистори, които могат да измерват както температура, така и влажност. Данните от тези сензори се обработват и генерират еднолинеен, двупосочен изход, който се изпраща към автоматизираната система за промиване. Когато данните за температурата и влажността достигнат определени прагове, превключвателят на водната помпа автоматично ще се включи или изключи.
Биористорът е биоелектронен сензор. Биоелектрониката се използва за контрол на физиологичните процеси на растенията и техните морфологични характеристики. Наскоро беше разработен in vivo сензор, базиран на органични електрохимични транзистори (OECT), обикновено наричани биорезистори. Сензорът се използва в отглеждането на домати за оценка на промените в състава на растителния сок, протичащ в ксилема и флоем на растящите доматени растения. Сензорът работи в реално време вътре в тялото, без да пречи на функционирането на растението.
Тъй като биорезисторът може да бъде имплантиран директно в стъблата на растенията, той позволява in vivo наблюдение на физиологични механизми, свързани с движението на йони в растенията при стресови условия като суша, соленост, недостатъчно налягане на парите и висока относителна влажност. Biostor се използва и за откриване на патогени и борба с вредители. Сензорът се използва и за наблюдение на водния статус на растенията.
Време на публикуване: 01.08.2024 г.