فناوری های مبتنی بر حسگرها ابزارهای مناسبی برای دستیابی به اهداف کشاورزی دقیق می باشند. پیشرفت های سریع تکنولوژیکی در سال های اخیر دستیابی به این اهداف را بسیار آسان می کند و موانع بسیاری را علی الخصوص توسط خود کشاورزان برطرف می کند. کشاورزی دقیق موضوعی نوظهور است که فن آوری های مبتنی بر حسگر نقش مهمی را در این زمینه ایفا می کند.
حسگرهای متنوعی در مراحل مختلف کشاورزی برای دستیابی به اطلاعات، نظارت مؤثر و تصمیم گیری استفاده می شوند که کاربرد این حسگرها برای رویکردهای علمی مبتنی بر کشاورزی هوشمند و دقیق بسیار مهم هستند.
اطلاعات دیجیتالی در مورد آب و هوا، شرایط خاک و سلامت محصولات زراعی می تواند به کشاورزان مدرن کمک کند تا عملکرد خود را بهینه کنند و به سطح بالایی از بهره وری در مزرعه دست یابند. در نتیجه، کشاورزی مدرنیته شده و اصلاحا data base خواهد شد.
مهمترین ابزار در مدیریت کشاورزی مدرن حسگرها هستند. حسگرها به کشاورزان كمك می كنند تا به سرعت و به راحتی عوامل مختلف خاک و محصول را برای كشاورزی تعیین كنند.
فناوری حسگرها با توجه به عملکرد آن ها
- مکانیکی
- آکوستیک
- نوری
حسگر مکانیکی محصول
سنسورهای مکانیکی بر اساس تماس با گیاه کار می کنند. با توجه به پارامترهایی که اندازه می گیرند قابل طبقه بندی به دو دسته زیر هستند:
سنسورهایی که پتانسیل آبی گیاه را اندازه می گیرند به این صورت که برگ گیاه بین دو آهنربا قرار گرفته و تفاوت بین تورم گیاه و فشار مغناطیسی اندازه می شود. تورم پایین برگ گیاه فشار مغناطیسی را افزایش می دهد، بنابراین نشان می دهد که گیاه فاقد آب کافی است و نیاز به آبیاری دارد.
سنسورهای اندازه گیری چگالی زیست توده محصول که در آن سنسور دارای سیستم آونگ طور است که از زاویه خاصی از زیر محصول عبور می کند، بنابراین اختلافات درون محصول را تشخیص می دهد.
حسگر صوتی محصول
سنسورهای آکوستیک کاربرد متفاوتی در مدیریت مزرعه دارند. برخی از کاربردهای آن عبارت است از:
کشت خاک برای شناسایی ردیف گیاهان از خاک
علفهای هرز برای تشخیص گیاهان از علفهای هرز
کاربرد علف کش برای تشخیص گیاهان از علفهای هرز
برداشت میوه برای یافتن میوه داخل سایبان درخت
برداشت دانه و علوفه برای شناسایی منطقه برداشت شده، بنابراین از همپوشانی جلوگیری می شود.
این حسگرها با انتشار سیگنال موج فراصوت به گیاه، ساختار هندسی گیاه را تشخیص می دهند. حسگر سیگنال را به صورت رفت و برگشت مکرر تحت فرکانس خاصی (معمولاً 100-50 کیلوهرتز) ساطع می کند.
در نتیجه استفاده امواج فراصوتی به گیاه چندین پژواک رخ می دهد که هر کدام حاوی اطلاعاتی در مورد ساختار هندسی گیاه، یعنی ساختار شاخ و برگ است.
حسگر نوری محصول
طیف گسترده ای از حسگرهای نوری مورد استفاده در کشاورزی وجود دارد که میزان بازتاب محصول کشاورزی را اندازه گیری می کند. این حسگرها را می توان به صورت زیر برشمرد:
ماهواره ها برای جمع آوری تصاویر از مسافت های طولانی از دوربین استفاده می کنند.
هوایی (هواپیما، پهپاد) از دوربین هایی برای جمع آوری تصاویر از مسافت های طولانی استفاده می کند.
زمینی داده ها را از مسافت های کوتاه جمع آوری کرده و قابلیت ذخیره کردن در فایل های متنی را داراست.
حسگرهای زمینی همچنین بر اساس منبع نور می توانند به عنوان (اکتیو) فعال یا (پسیو) غیرفعال طبقه بندی شوند. سنسورهای اکتیو منبع نور خاص خود را دارند. برعکس، سنسورهای پسیو نیاز به منبع نور خارجی مانند خورشید دارند و قادر به کار در شب نیستند. همچنین ممکن است هنگام ابر و سایه، قرائت های متفاوت و نادرست را نشان دهد. برای بازتاب دقیق از محصول، سنسورهای پسیو باید در فاصله دقیقی از گیاه مستقر شوند.
حسگرهای نوری محصول با تابش نور با طول موجهای خاص به برگهای گیاهان، می توانند نوع و شدت طول موجهای نور منعکس شده از برگها به حسگرها را اندازه گیری کنند.
عمدتا از سنسورهای نوری برای ارزیابی شرایط محصول استفاده می شود. آنها می توانند پارامترهای زراعی مانند LAI (شاخص سطح برگ)، میزان کلروفیل برگ، خاک، ماده خشک، محتوای آب، عملکرد، محتوای نیتروژن و بسیاری دیگر را تخمین بزنند.
یکی از کاربردهای مهم حسگرها در آبیاری هوشمند است، به کمک حسگرها می توان برنامه ریزی فرایند آبیاری را تعیین کرد. در این روش به کمک حسگرهای خاک، میزان رطوبت و دمای خاک مزرعه سنجیده می شود و مشخص می شود کدام بخش ها به آب بیشتر و کدام بخشها به آب کمتری نیاز دارند. استفاده از فناری آبیاری هوشمند مصرف آب را تا حد زیادی کاهش می دهد.
اهمیت کشاورزی مبتنی بر داده های دقیق
کشاورزی مبتنی بر حسگرها برای بیشتر کشاورزان اهمیت فزاینده ای دارد. داشتن امکان نظارت دقیق بر تغییرپذیری در مزرعه و تصمیم گیری بر اساس داده ها، مدیریت مزرعه را به طور کامل تغییر خواهد داد.
کشاورزی دقیق به کشاورزان امکان تعیین سریع و آسان عوامل مختلف خاک و محصولات زراعی را می دهد. به همین دلیل امروزه، فناوری های نوین در کشاورزی عملکرد محصول را تا حد زیادی بهبود می بخشد، در عین حال سازگار با محیط زیست می باشد.
در عصر فناوری های مزرعه دیجیتال و تصمیم گیری مبتنی بر داده ها، هر کشاورز این فرصت را دارد که کشاورزی را کارآمدتر و آسان تر و ارزان تر از همیشه انجام دهد.
مطلب حسگرهای کشاورزی بسیار عالی بود. ممنونم
ممنون از لطف شما