Os sensores de solo são uma solução que comprovou seu valor em escalas menores e podem se tornar indispensáveis para fins agrícolas.
O que são sensores de solo?
Sensores monitoram as condições do solo, permitindo a coleta e análise de dados em tempo real. Eles podem rastrear praticamente qualquer característica do solo, como o DNA dos microrganismos residentes, para equilibrar o organismo em favor de um microbioma mais saudável, aumento da produtividade e redução do uso de recursos.
Os diversos tipos de sensores na agricultura utilizam métodos variados, como sinais elétricos e medição da reflexão de ondas de luz, para determinar as características essenciais do campo que podem transformar as operações agrícolas.
Tipos de sensores de solo
Sensores de solo podem medir características do solo, como teor de umidade, temperatura, pH, salinidade, umidade relativa do ar, radiação fotossintética e equilíbrio de nutrientes.—principalmente o nitrogênio, o fósforo e o potássio (NPK), que são vitais.
Além dos benefícios para o manejo de culturas, como melhor qualidade dos grãos e redução da lixiviação de nutrientes, os sensores de solo podem fornecer informações para previsões sobre recursos hídricos, estabilidade do solo e mudanças climáticas.
Outras aplicações incluem o planejamento da irrigação, avaliações de bacias hidrográficas, perfilamento da ecologia microbiana e prevenção de doenças em plantas.
Benefícios da utilização de sensores de solo
O monitoramento do estado do solo oferece muitos benefícios para agricultores e jardineiros, incluindo o aumento da produtividade e a melhoria da eficiência no uso de recursos. A integração de IoT, serviços em nuvem e IA permite que os produtores tomem decisões baseadas em dados.
Os sensores otimizam o uso de fertilizantes, mantêm as plantas saudáveis, maximizam os recursos e minimizam o escoamento superficial e a emissão de gases tóxicos que prejudicam o meio ambiente. O monitoramento constante também previne problemas como surtos de patógenos ou compactação do solo.
O monitoramento das condições do solo por meio de sensores também pode otimizar o uso de fertilizantes e água.'Estima-se que aproximadamente 30% dos fertilizantes nitrogenados aplicados nos EUA sejam levados pela água da chuva e contaminem as fontes de água. Mesmo sistemas de irrigação eficientes podem apresentar um desperdício de água de até 50%, e a agricultura é responsável por 70% do consumo global de água doce. A capacidade de repor a umidade do solo de forma eficiente e eficaz poderia ter um grande impacto.
Instalação e Calibração de Sensores de Solo
Cada sensor terá seu próprio guia de instalação, mas a instalação normalmente requer cavar um buraco ou vala dentro da linha de plantio e colocar os sensores em várias profundidades, inclusive perto das raízes das plantas.
Em grandes áreas, as melhores práticas recomendam a instalação dos sensores em locais que sejam representativos do restante do campo ou do tipo de solo a ser manejado, próximos a emissores de água e em contato direto com o solo (ou seja, sem bolsas de ar). Os locais de instalação dos sensores também devem ser sinalizados ou marcados na superfície para evitar danos acidentais.
Além da instalação correta, a calibração do sensor é fundamental. Os sensores de solo registram dados de umidade do solo como Conteúdo Volumétrico de Água (VWC, na sigla em inglês), e cada tipo de solo tem seu próprio VWC. Os sensores de umidade do solo geralmente têm sensibilidades diferentes e podem precisar ser calibrados individualmente.
Solução de problemas
Falhas nos equipamentos podem ocorrer devido a problemas elétricos, interferência de animais selvagens ou fios mal conectados. Qualquer vazamento de ar em um tensiômetro o tornará não confiável. Garantir a profundidade de instalação correta e os métodos de impermeabilização adequados pode ajudar a evitar problemas futuros.
As técnicas comuns de resolução de problemas incluem:
Verificando a fonte de alimentação e o circuito.
Limpeza dos sensores sem o uso de produtos químicos.
Realizar manutenção regular para substituir peças danificadas de acordo com as instruções do fabricante.'guia de reparo
Monitoramento da saúde do solo
Os sensores de solo oferecem uma estratégia mais precisa e simplificada para a avaliação da saúde do solo. As avaliações convencionais do solo equivalem a uma biópsia, que pode levar semanas ou meses, dependendo das propriedades do solo.
As medições dos sensores são muito mais rápidas, levando uma ou duas horas por 50 acres. Os sensores exibem tudo o que é necessário para o manejo eficiente da lavoura, incluindo teor de água, tensão da água e presença de matéria orgânica.—Um ótimo indicador da saúde geral do solo.—sem a necessidade de remover fisicamente amostras de solo.
Integração com Sistemas de Gestão Agrícola
De acordo com um relatório da StartUS Insights, os sensores de solo são a tecnologia de monitoramento de solo de maior impacto devido à sua escalabilidade, eficiência e utilidade. A combinação de sensores de solo com outras tecnologias agrícolas emergentes, incluindo mapeamento de solo com inteligência artificial, imagens aéreas, robôs automatizados de monitoramento de solo, rastreadores de emissões, análise de solo com realidade aumentada, nanotecnologia e integração com blockchain, pode otimizar a gestão agrícola.
Desafios e soluções na tecnologia de sensores de solo
De acordo com um relatório de 2020 da Universidade de Nebraska, apenas 12% das fazendas americanas utilizam sensores de umidade do solo para determinar os cronogramas de irrigação. Os sensores de solo tornaram-se mais viáveis devido a melhorias significativas em acessibilidade, facilidade de uso e capacidades de processamento e exibição de dados, mas ainda há muito a ser feito.
Para serem adotados globalmente, os sensores de solo precisam se tornar mais econômicos e interoperáveis. A grande variedade de sensores existentes resulta em falta de padronização e compatibilidade.
Muitas tecnologias existentes dependem de sensores proprietários, o que pode dificultar a personalização. Os avanços na tecnologia de sensores, como os desenvolvidos pela UC Berkeley, simplificam a integração para fornecer monitoramento de dados em tempo real e promover a tomada de decisões ágil em diversos setores e mercados.
Estudos de caso: Implementação bem-sucedida de sensores de solo
Sensores de solo ajudam os agricultores a economizar água e dinheiro.
Um estudo da Universidade de Clemson descobriu que sensores de umidade do solo podem aumentar a produtividade dos agricultores.'A melhoria na eficiência da irrigação aumentou a renda líquida média em 20% nos campos testados com cultivo de amendoim, soja ou algodão.
Campos esportivos mais sustentáveis
Instalações esportivas também estão adotando sensores de solo. O Estádio de Wembley e o Citizens Bank Park (casa do Philadelphia Phillies) estão entre os locais esportivos que utilizam sensores de solo para manter gramados exuberantes, maximizando o uso de água e energia, de acordo com a fabricante de sensores de solo Soil Scout.
Tendências futuras na tecnologia de sensores de solo
Entre as tendências emergentes, destaca-se a nanotecnologia, com nanopartículas à base de ouro ou prata que aumentam a sensibilidade dos sensores para a detecção de poluentes do solo, como metais pesados.
Sensores revestidos com nanocompostos podem monitorar as características do solo e liberar nutrientes, como oxigênio, em resposta às flutuações na qualidade do solo. Outros calculam bioindicadores, como a contagem de minhocas ou a diversidade de microrganismos, por meio de análise de DNA, para melhorar o microbioma do solo.
Data da publicação: 09/04/2024