O tomate (Solanum lycopersicum L.) é uma das culturas de alto valor no mercado mundial e é cultivado principalmente sob irrigação. A produção de tomate é frequentemente prejudicada por condições desfavoráveis, como clima, solo e recursos hídricos. Tecnologias de sensores foram desenvolvidas e instaladas em todo o mundo para ajudar os agricultores a avaliar as condições de cultivo, como disponibilidade de água e nutrientes, pH do solo, temperatura e topografia.
Fatores associados à baixa produtividade do tomate. A demanda por tomates é alta tanto no mercado de consumo in natura quanto no mercado de produção industrial (processamento). Baixas produtividades de tomate são observadas em muitos setores agrícolas, como na Indonésia, que em grande parte ainda utiliza sistemas de cultivo tradicionais. A introdução de tecnologias como aplicações e sensores baseados na Internet das Coisas (IoT) aumentou significativamente a produtividade de diversas culturas, incluindo o tomate.
A falta de utilização de sensores modernos e heterogêneos devido à insuficiência de informação também leva a baixos rendimentos na agricultura. A gestão inteligente da água desempenha um papel importante na prevenção da perda de colheitas, especialmente em plantações de tomate.
A umidade do solo é outro fator que determina a produção de tomate, pois é essencial para a transferência de nutrientes e outros compostos do solo para a planta. Manter a temperatura ideal para a planta é importante, pois afeta o amadurecimento das folhas e dos frutos.
A umidade ideal do solo para o cultivo de tomateiros situa-se entre 60% e 80%. A temperatura ideal para a máxima produção de tomates fica entre 24 e 28 graus Celsius. Acima dessa faixa de temperatura, o crescimento da planta e o desenvolvimento de flores e frutos são prejudicados. Se as condições do solo e a temperatura oscilarem muito, o crescimento da planta será lento e atrofiado, e os tomates amadurecerão de forma irregular.
Sensores utilizados no cultivo de tomate. Diversas tecnologias foram desenvolvidas para a gestão precisa dos recursos hídricos, baseadas principalmente em técnicas de sensoriamento proximal e remoto. Para determinar o teor de água nas plantas, utilizam-se sensores que avaliam o estado fisiológico das plantas e seu ambiente. Por exemplo, sensores baseados em radiação terahertz, combinados com medições de umidade, podem determinar a pressão exercida sobre a folha.
Os sensores utilizados para determinar o teor de água nas plantas baseiam-se em uma variedade de instrumentos e tecnologias, incluindo espectroscopia de impedância elétrica, espectroscopia no infravermelho próximo (NIR), tecnologia ultrassônica e tecnologia de fixação foliar. Sensores de umidade e condutividade do solo são utilizados para determinar a estrutura, a salinidade e a condutividade do solo.
Sensores de umidade e temperatura do solo, além de um sistema de irrigação automática. Para obter uma colheita ideal, os tomates exigem um sistema de irrigação adequado. A crescente escassez de água ameaça a produção agrícola e a segurança alimentar. O uso de sensores eficientes pode garantir o uso ideal dos recursos hídricos e maximizar a produtividade das culturas.
Sensores de umidade do solo estimam a umidade do solo. Sensores de umidade do solo desenvolvidos recentemente incluem duas placas condutoras. Quando essas placas são expostas a um meio condutor (como a água), os elétrons do ânodo migram para o cátodo. Esse movimento de elétrons cria uma corrente elétrica, que pode ser detectada por um voltímetro. Esse sensor detecta a presença de água no solo.
Em alguns casos, sensores de solo são combinados com termistores que podem medir tanto a temperatura quanto a umidade. Os dados desses sensores são processados e geram uma saída bidirecional de linha única que é enviada ao sistema de lavagem automática. Quando os dados de temperatura e umidade atingem determinados limites, a bomba d'água liga ou desliga automaticamente.
O bioristor é um sensor bioeletrônico. A bioeletrônica é utilizada para controlar os processos fisiológicos das plantas e suas características morfológicas. Recentemente, um sensor in vivo baseado em transistores eletroquímicos orgânicos (OECTs), comumente chamados de biorresistores, foi desenvolvido. O sensor foi utilizado no cultivo de tomate para avaliar as alterações na composição da seiva que flui no xilema e no floema de plantas em crescimento. O sensor funciona em tempo real dentro do organismo, sem interferir no funcionamento da planta.
Como o biorresistor pode ser implantado diretamente nos caules das plantas, ele permite a observação in vivo de mecanismos fisiológicos associados ao movimento de íons em plantas sob condições de estresse, como seca, salinidade, pressão de vapor insuficiente e alta umidade relativa. O Biostor também é usado para detecção de patógenos e controle de pragas. O sensor também é utilizado para monitorar o estado hídrico das plantas.
Data da publicação: 01/08/2024