Sensores de solo são uma solução que provou seu valor em escalas menores e podem se tornar inestimáveis 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 quase qualquer característica do solo, como o DNA de microrganismos residentes, para mudar o equilíbrio em direção a um microbioma do solo mais saudável, maior produtividade e menor uso de recursos.
Os vários tipos de sensores na agricultura usam métodos diversos, 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
Os sensores de solo podem medir características do solo, como teor de umidade, temperatura, pH, salinidade, umidade, radiação fotossintética e equilíbrio de nutrientes—principalmente o nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) vitais.
Além dos benefícios para o manejo das culturas, como melhor qualidade dos grãos e redução da lixiviação de nutrientes, os sensores de solo podem informar previsões sobre recursos hídricos, estabilidade da terra e mudanças climáticas.
Outros casos de uso incluem programação de irrigação, avaliações de bacias hidrográficas, perfis de ecologia microbiana e prevenção de doenças de plantas.
Benefícios do uso de sensores de solo
O monitoramento do estado do solo oferece muitos benefícios para agricultores e jardineiros, incluindo aumento da produtividade das colheitas e maior eficiência de recursos. IoT, serviços em nuvem e integração com IA permitem que os produtores tomem decisões baseadas em dados.
Sensores otimizam o uso de fertilizantes, mantêm as plantas saudáveis, maximizam os recursos e minimizam o escoamento e a liberação de gases que agridem 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% do fertilizante de nitrato aplicado nos EUA é levado pela água e contamina fontes de água. Mesmo sistemas de irrigação adequados podem causar até 50% de desperdício de água, 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 pode 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 trincheira dentro de uma fileira de cultivo e colocar os sensores em várias profundidades, inclusive perto das raízes das plantas.
Em uma área extensa, as melhores práticas determinam o posicionamento em locais que indiquem o restante do campo ou 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 dos sensores também devem ser sinalizados ou marcados de outra forma na superfície para evitar danos acidentais.
Além da instalação adequada, a calibração do sensor é fundamental. Os sensores de solo registram os dados de umidade do solo como Teor Volumétrico de Água (VWC), 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 no equipamento podem ocorrer devido a problemas elétricos, interferência de animais selvagens ou fios mal conectados. Qualquer vazamento de ar no tensiômetro o tornará instável. Garantir a profundidade correta de instalação e os métodos de impermeabilização adequados pode ajudar a evitar problemas futuros.
Técnicas comuns de solução de problemas incluem:
Verificando a fonte de alimentação e os circuitos
Limpeza dos sensores sem uso de produtos químicos
Realizar manutenção regular para substituir peças danificadas de acordo com o fabricante'guia de reparo
Monitoramento da saúde do solo
Sensores de solo oferecem uma estratégia mais precisa e simplificada para avaliação da saúde do solo. As avaliações convencionais de solo equivalem a uma biópsia, que pode levar semanas ou meses, dependendo das propriedades do solo.
As medições por sensor são muito mais rápidas, levando uma ou duas horas por 50 acres. Os sensores exibem tudo o que é necessário para um manejo eficiente da cultura, 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 mais impactante devido à sua escalabilidade, eficiência e utilidade. A combinação de sensores de solo com outras tecnologias agrícolas emergentes, incluindo mapeamento de solo com tecnologia de IA, imagens aéreas, robôs automatizados de monitoramento de solo, rastreadores de emissões, análise de solo por realidade aumentada, nanotecnologia e integração com blockchain, pode otimizar a gestão agrícola.
Desafios e Soluções na Tecnologia de Sensores de Solo
Com base em um relatório de 2020 da Universidade de Nebraska, apenas 12% das fazendas dos EUA utilizam sensores de umidade do solo para determinar os programas de irrigação. Os sensores de solo tornaram-se mais viáveis devido a melhorias significativas na acessibilidade, facilidade de uso e recursos de processamento e exibição de dados, mas ainda há muito a ser feito.
Os sensores de solo precisam se tornar mais econômicos e interoperáveis para adoção global. Existem muitos tipos de sensores, o que resulta em falta de padronização e compatibilidade.
Muitas tecnologias existentes dependem de sensores proprietários, o que pode dificultar a personalização. 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 todas as áreas e mercados.
Estudos de caso: Implementação bem-sucedida de sensores de solo
Sensores de solo ajudam agricultores a economizar água e dinheiro
Um estudo da Universidade Clemson descobriu que os sensores de umidade do solo podem aumentar a produtividade dos agricultores'renda líquida média em 20% aumentando a eficiência da irrigação em campos testados que cultivavam amendoim, soja ou algodão.
Campos esportivos mais sustentáveis
Estádios esportivos também estão adotando sensores de solo. O Estádio de Wembley e o Citizens Bank Park (casa do Philadelphia Phillies) estão entre os estádios que utilizam sensores de solo para manter superfícies de jogo exuberantes e, ao mesmo tempo, maximizar o uso de água e energia, de acordo com a fabricante de sensores de solo Soil Scout.
Tendências futuras em tecnologia de sensores de solo
As tendências emergentes incluem a nanotecnologia, com nanopartículas à base de ouro ou prata que aumentam a sensibilidade do sensor para detectar poluentes do solo, como metais pesados.
Sensores revestidos com nanocompostos podem rastrear as características do solo e, em seguida, liberar nutrientes, como oxigênio, em resposta à flutuação da qualidade do solo. Outros calculam bioindicadores, como contagem de minhocas ou diversidade de microrganismos, por meio de análise de DNA, para melhorar o microbioma do solo.
Horário da postagem: 09/04/2024