土壌センサーは、小規模な規模でそのメリットが証明されているソリューションの 1 つであり、農業目的では非常に貴重になる可能性があります。
土壌センサーとは何ですか?
センサーは土壌の状態を追跡し、リアルタイムのデータ収集と分析を可能にします。センサーは、常在微生物の DNA など、ほぼすべての土壌特性を追跡して、より健全な土壌マイクロバイオーム、収量の増加、資源使用量の削減に向けてバランスを変えることができます。
農業におけるさまざまな種類のセンサーは、電気信号や光波の反射の測定など、さまざまな方法を使用して、農業作業を変革する可能性がある重要な圃場の特性を確認します。
土壌センサーの種類
土壌センサーは、水分含有量、温度、pH、塩分、湿度、光合成放射、栄養バランスなどの土壌の特性を測定できます。—主に重要な窒素、リン、カリウム（NPK）です。
土壌センサーは、穀物の品質の向上や栄養素の浸出の減少といった作物管理上の利点に加えて、水資源、土地の安定性、気候変動に関する予測を知らせることができます。
他のユースケースには、灌漑スケジュール、流域評価、微生物生態プロファイリング、植物病害予防などがあります。
土壌センサーを使用する利点
土壌の状態を追跡することは、農作物収量の増加や資源効率の向上など、農家や庭師に多くのメリットをもたらします。IoT、クラウド サービス、AI の統合により、生産者はデータに基づいた意思決定を行うことができます。
センサーは肥料の使用を最適化し、植物を健康に保ち、資源を最大化し、環境を攻撃する流出と排ガスを最小限に抑えます。継続的な監視により、病原菌の発生や土壌の圧縮などの問題も防止できます。
土壌センサーを使用して土壌の状態を監視すると、肥料と水の使用を最適化することもできます。それ'米国で施用されている硝酸塩肥料の約 30% が水源を洗い流し、汚染していると推定されています。たとえ熟練した灌漑システムであっても、水の浪費が最大 50% に達する可能性があり、農業は世界の淡水使用量の 70% を占めています。土壌水分を効率的かつ効果的に補充する能力は、大きな影響を与える可能性があります。
土壌センサーの設置と校正
各センサーには独自の設置ガイドがありますが、設置には通常、作物の列内に穴または溝を掘り、植物の根の近くを含む複数の深さにセンサーを設置する必要があります。
広い面積にわたって、ベストプラクティスでは、管理する圃場の残りの部分または土壌タイプを示す場所、水放出源の近く、土壌と直接接触する場所（つまり、エアポケットがない場所）に配置することが求められます。偶発的な損傷を避けるために、センサー部位にもフラグを立てるか、表面にマークを付ける必要があります。
適切な設置に加えて、センサーの校正も重要です。土壌センサーは土壌水分データを体積水分含有量 (VWC) として登録し、土壌の種類ごとに独自の VWC があります。土壌水分センサーの感度は異なることが多く、場合によっては個別に校正する必要があります。
トラブルシューティング
機器の故障は、電気的な問題、野生動物からの干渉、または配線の接続ミスによって発生する可能性があります。張力計に空気が漏れると、張力計の信頼性が低下します。正しい設置深さと防水方法を確保することは、将来の問題を回避するのに役立ちます。
一般的なトラブルシューティング手法には次のようなものがあります。
電源と回路のチェック
化学薬品を使用せずにセンサーを洗浄する
メーカーに従って損傷した部品を交換するための定期的なメンテナンスを実行します。'の修理ガイド
土壌の健康状態を監視する
土壌センサーは、土壌の健康状態を評価するためのより正確で合理的な戦略を提供します。従来の土壌評価は生検に相当し、土壌の特性に応じて数週間から数か月かかる場合があります。
センサーの測定ははるかに速く、50 エーカーあたり 1 ～ 2 時間かかります。センサーは、水分含有量、水張力、有機物の存在など、効率的な作物管理に必要なすべてを表示します。—全体的な土壌の健康状態を示す優れた指標—土壌サンプルを物理的に除去する必要はありません。
農場管理システムとの統合
StartUS Insights のレポートによると、土壌センサーは、その拡張性、効率性、実用性により、最も影響力のある土壌モニタリング技術です。土壌センサーを、AI を利用した土壌マッピング、航空画像処理、自動土壌監視ロボット、排出追跡装置、拡張現実土壌分析、ナノテクノロジー、ブロックチェーン統合などの他の急成長中の農業技術と組み合わせることで、農場管理を最適化できます。
土壌センサー技術の課題と解決策
2020年のネブラスカ大学の報告書によると、灌漑スケジュールを決定するために土壌水分センサーを使用している米国の農場はわずか12％です。土壌センサーは、アクセシビリティ、使いやすさ、データ処理および表示機能の大幅な改善により実用性が高まっていますが、さらなる進歩が必要です。
土壌センサーは、世界的に普及するために、よりコスト効率が高く、相互運用性が高くなければなりません。多くの種類のセンサーが存在するため、標準化や互換性が欠如しています。
既存のテクノロジーの多くは独自のセンサーに依存しているため、カスタマイズが困難になる場合があります。カリフォルニア大学バークレー校が開発したようなセンサー テクノロジーの進歩により、オンボーディングが簡素化され、ライブ データ モニタリングが提供され、分野や市場全体での機敏な意思決定が促進されます。
ケーススタディ: 土壌センサーの導入の成功
土壌センサーは農家の水とお金の節約に役立ちます
クレムソン大学の研究では、土壌水分センサーが農家の数を増やす可能性があることが判明した'ピーナッツ、大豆、または綿花を栽培する試験済みの圃場での灌漑効率を高めることで、平均純利益を 20% 増加させます。
もっと持続可能なスポーツフィールドを
スポーツ会場でも土壌センサーが採用されています。土壌センサーメーカーのソイルスカウトによると、ウェンブリー・スタジアムやシチズンズ・バンク・パーク（フィラデルフィア・フィリーズの本拠地）は、水とエネルギーの使用を最大化しながら緑豊かな競技面を維持するために土壌センサーを使用しているスポーツ会場の一つだという。
土壌センサー技術の将来の動向
新しいトレンドには、重金属などの土壌汚染物質を検出するセンサーの感度を高める金または銀ベースのナノ粒子を使用したナノテクノロジーが含まれます。
ナノ化合物でコーティングされたセンサーは土壌の特性を追跡し、土壌の質の変動に応じて酸素などの栄養素を放出することができます。土壌マイクロバイオームを改善するために、DNA 分析を通じてミミズの数や微生物の多様性などの生物指標を計算する人もいます。
投稿時刻: 2024 年 4 月 9 日