Pinnase niiskuse seirejaam

Kui kuulete sõna "pinnase niiskuse seirejaam", tuleb esimese asjana meelde lihtsalt andur maas ja mõned numbrid ekraanil. Aga tegelikult on tegemist terve süsteemiga, kus paariprotsendiline niiskusviga võib tähendada kas liigset veekulu hektaritel või saagikadu. Paljud arvavad endiselt, et peamine on osta "kõige täpsem" andur ja ülejäänu on tehnoloogia küsimus. Kuid ma vaidlen vastu: isegi kallite seadmete puhul, mida pole põllumajandusprotsessidesse korralikult integreeritud, on sellest vähe kasu.

Kuidas jõudsime seire vajaduseni

Mäletan, et üks meie esimesi projekte ettevõttes Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology LLC oli tilkniisutussüsteemi paigaldamine kasvuhoonesse Voroneži lähedal. Seejärel säästis klient andurite arvelt, otsustades, et agronoom määrab “silma järgi”, millal kasta. Kuu aega hiljem nägime, et mõnel pool oli vesine, juured hakkasid mädanema, teistes olid taimede kasv aeglustunud. Just siis sai selgeks: ilma objektiivsete andmeteta mulla niiskuse kohta töötab isegi kõige arenenum niisutussüsteem pimesi.

Hakkasime katsetama erinevaid andureid - tensiomeetrid, mahtuvuslikud, takistuslikud. Selgus, et näiteks savimuldade puhul näitavad tensiomeetrid ööpäevast viivitust, mahtuvuslikud aga nõuavad sagedast kalibreerimist. Pidime need kombineerima: mahtuvuslikud andurid paigaldati kuni 30 cm sügavusele ja tensiomeetrid allapoole. See ei ole õpikute järgi, kuid praktikas andis see stabiilseid andmeid.

Nüüd, kui me projekteerime süsteemenutikad põllumajanduspargid, paneme kohe paika mitmetasandilise seire. Mitte ainult niiskus, vaid ka pinnase temperatuur ja elektrijuhtivus. Vastasel juhul võite vahele jätta hetke, mil juurestik lakkab niiskuse imamisest isegi piisava koguse korral.

Tehnilised nüansid, millest spetsifikatsioonides harva kirjutatakse

Üks levinud probleem on nn soolasilla efekt. Kuivades piirkondades, kus me töötasime, näiteks Stavropoli territooriumil, moodustavad väetiste soolad anduri ümber lõpuks juhtiva kihi. Selle tulemusenamulla niiskuse seirejaamhakkab näitu alahindama. Andureid tuleb kas sagedamini hooldada või asetada need veidi viltu, et vihmavesi ära voolaks ja soolad osaliselt ära uhuks.

Veel üks peensus on andurite asukoht niisutussüsteemi suhtes. Kui asetame selle tilgutile liiga lähedale, saame ülehinnatud väärtused; kui liiga kaugel, saame alahinnatud väärtused. Tavaliselt asetame mitu andurit piirkonda, kus niiskus levib emitterist ja väljastame kaalutud keskmise. See nõuab rohkem seadmeid, kuid andmed on esinduslikud.

Teine punkt on kalibreerimine erinevat tüüpi pinnase jaoks. Tootjad annavad tavaliselt universaalsed kõverad, kuid liivastel ja savistel muldadel töötavad nad erinevalt. Iga suurema projekti puhul teeme põllukalibreerimist: võtame mullaproove, kuivatame need laboris ja võrdleme andurite näitudega. See on töömahukas, kuid ilma selleta võib viga ulatuda 10-15% -ni.

Integratsioon teiste süsteemidega – kus peituvad raskused

Kui me arendasime projektikvaliteetsed põllumaadRostovi oblastis seisis silmitsi protokollide ühilduvuse probleemiga.Seirejaamühelt tootjalt, kastmiskontrollerid teiselt, analüüsitarkvara kolmandalt. Pidin kirjutama vahepealse lüüsi, mis teisendas andmed ühtsesse vormingusse. Nüüd proovime Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology Co., Ltd-s kasutada avatud API-seadmeid, isegi kui see on veidi kallim.

Oluline aspekt on kaugjaamade toiteallikas. Päikesepaneelid ei ole alati usaldusväärne lahendus, eriti pilvise perioodi jooksul. Ühes farmis pidime kombineerima: päikesepaneelid + väikese võimsusega tuulegeneraator + varuakud. See suurendas süsteemi maksumust, kuid tagas pideva jälgimise kogu hooaja vältel.

Andmeedastus pole samuti lihtne. Välitingimustes on GSM-side ebastabiilne, satelliitkanalid on kallid. Me kasutame sageli raadiomodemeid sagedusalas 868 MHz, kuid see nõuab maastiku hoolikat kaalumist. Künklikes piirkondades tuleb paigaldada repiiterid, mis teeb infrastruktuuri keeruliseks.

Juhtumiuuringud – mis töötas ja mis mitte

Eelmisel aastal rakendasime Krasnodari territooriumi aiandussektoris seiresüsteemi. Seal oli ülesandeks mitte ainult õhuniiskuse kontrollimine, vaid ka kastmise ennustamine ilmastikuolusid arvestades. Oleme ühenduse loonudmulla niiskuse seirejaamadilmaanduritele ja töötas välja algoritmi, mis võttis arvesse aurustumist. Selle tulemusena vähendas talu veetarbimist 22% ilma saagikadudeta.

Kuid ühe Tatarstani projektiga oli halb kogemus. Seal paigaldasime andurid ainult pinnase pealmisse kihti (0-50 cm); me ei võtnud arvesse, et viljapuude juurestik ulatub 1,5 meetrini. Kuival perioodil tekkis puudel niiskusvaegus, kuigi jaama näitude järgi oli kõik normaalne. Pidime andurid uuesti paigaldama erinevatele sügavustele – oleks saanud vältida lisakulusid.

Nüüd postitame veebisaidile https://www.lyzhihuinongye.ru soovitusi erinevate põllukultuuride andurite paigaldamise sügavuse kohta. See on just selle halva kogemuse tulemus – parem on vigu jagada kui neid korrata.

Tehnoloogia arengu väljavaated

Nüüd katsetame süsteemi, kust andmed pärinevadseirejaamadsuunatakse närvivõrku, mis analüüsib mitte ainult hetkeniiskust, vaid ka selle muutuste dünaamikat ning ennustab optimaalset kastmisaega. Praegu vajab algoritm täiustamist - mõnikord annab see järsu ilmamuutuse korral kummalisi soovitusi. Aga suund on paljulubav.

Teine huvitav suund on multispektraalkaamerad kombineerituna mulla niiskuse andmetega. Võimaldab taimede veestressiga alasid tuvastada juba enne, kui see palja silmaga nähtavaks muutub. Ühes targa põllumajanduspargi projektis aitas see kombinatsioon teatud piirkondade kuivendusprobleeme õigeaegselt avastada.

Ma arvan, et lähiaastatelmulla niiskuse seirejaamadsaab lahutamatuks osaks mitte ainult suurtes taludes, vaid ka keskmise suurusega põllumajandusettevõtetes. Peaasi, et tehnoloogiad jääksid praktilised ja tulusad, mitte ainult „nutikad mänguasjad”. Ettevõttes Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology LLC töötame just selle nimel – ühendame arenenud arendused põllumajandustootjate tegelike vajadustega.