ნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგის სადგური

როდესაც გესმით "ნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგის სადგური", პირველი რაც გახსენდებათ არის მხოლოდ სენსორი მიწაში და რამდენიმე რიცხვი ეკრანზე. მაგრამ სინამდვილეში, ეს არის მთელი სისტემა, სადაც ტენიანობის რამდენიმე პროცენტის შეცდომა შეიძლება ნიშნავს ჰექტარზე წყლის გადაჭარბებულ მოხმარებას ან მოსავლიანობის დაკარგვას. ბევრს მაინც ჰგონია, რომ მთავარია „ყველაზე ზუსტი“ სენსორის შეძენა, დანარჩენი კი ტექნოლოგიის საქმეა. მაგრამ მე ვიკამათებ: თუნდაც ძვირადღირებული აღჭურვილობით, სასოფლო-სამეურნეო პროცესებში სათანადო ინტეგრაციის გარეშე, მცირე გამოყენება იქნება.

როგორ მივედით მონიტორინგის საჭიროებამდე

მახსოვს, შპს Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology-ში ჩვენი ერთ-ერთი პირველი პროექტი იყო წვეთოვანი სარწყავი სისტემის დაყენება ვორონეჟის მახლობლად სათბურში. შემდეგ მომხმარებელმა დაზოგა სენსორებზე და გადაწყვიტა, რომ აგრონომი „თვალით“ განსაზღვრავდა როდის უნდა მორწყათ. ერთი თვის შემდეგ ვნახეთ, რომ ზოგიერთ რაიონში იყო წყალდიდობა, ფესვებმა დაიწყო ლპობა, ზოგან მცენარეებმა შეანელეს ზრდა. სწორედ მაშინ გაირკვა: ნიადაგის ტენიანობის ობიექტური მონაცემების გარეშე, ყველაზე მოწინავე სარწყავი სისტემაც კი ბრმად მუშაობს.

ჩვენ დავიწყეთ სხვადასხვა სენსორების ტესტირება - ტენსიომეტრები, ტევადი, რეზისტენტული. აღმოჩნდა, რომ თიხის ნიადაგებისთვის, მაგალითად, ტენსიომეტრები აჩვენებს დღის შეფერხებას, ხოლო ტევადობა მოითხოვს ხშირ დაკალიბრებას. ჩვენ უნდა გავაერთიანოთ ისინი: ტევადობის სენსორები დამონტაჟდა 30 სმ-მდე სიღრმეზე, ხოლო ტენსიომეტრები ქვემოთ. ეს არ არის სახელმძღვანელოების მიხედვით, მაგრამ პრაქტიკაში სტაბილური მონაცემები იყო.

ახლა, როდესაც ჩვენ ვქმნით სისტემებსჭკვიანი სასოფლო-სამეურნეო პარკებიჩვენ მაშინვე დავაწესეთ მრავალდონიანი მონიტორინგი. არა მხოლოდ ტენიანობა, არამედ ნიადაგის ტემპერატურა და ელექტროგამტარობა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, შეიძლება გამოტოვოთ ის მომენტი, როდესაც ფესვთა სისტემა შეწყვეტს ტენიანობის შეწოვას, თუნდაც საკმარისი რაოდენობით.

ტექნიკური ნიუანსი, რომლის შესახებ იშვიათად წერია სპეციფიკაციები

ერთ-ერთი გავრცელებული პრობლემაა ეგრეთ წოდებული "მარილის ხიდის ეფექტი". არიდულ რეგიონებში, სადაც ჩვენ ვმუშაობდით, მაგალითად, სტავროპოლის მხარეში, სასუქების მარილები საბოლოოდ ქმნიან გამტარ ფენას სენსორის გარშემო. შედეგადნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგის სადგურიიწყებს კითხვის გაუფასურებას. თქვენ ან უფრო ხშირად უნდა მოაწყოთ სენსორები, ან მოათავსოთ ისინი ოდნავ კუთხით, რათა წვიმის წყალი ჩამოიწუროს და ნაწილობრივ გამორეცხოს მარილები.

კიდევ ერთი დახვეწილობა არის სენსორების ადგილმდებარეობა სარწყავი სისტემასთან შედარებით. თუ საწვეთურთან ძალიან ახლოს მოვათავსებთ, მივიღებთ გადაჭარბებულ მნიშვნელობებს; თუ ძალიან შორს, ჩვენ მივიღებთ დაუფასებელ მნიშვნელობებს. ჩვენ ჩვეულებრივ ვათავსებთ რამდენიმე სენსორს იმ ადგილას, სადაც ტენიანობა ვრცელდება ემიტერიდან და გამოაქვს საშუალო შეწონილი. ეს მოითხოვს უფრო მეტ აღჭურვილობას, მაგრამ მონაცემები წარმომადგენლობითია.

კიდევ ერთი წერტილი არის კალიბრაცია სხვადასხვა ტიპის ნიადაგისთვის. მწარმოებლები ჩვეულებრივ აძლევენ უნივერსალურ მოსახვევებს, მაგრამ ისინი განსხვავებულად მუშაობენ ქვიშიან და თიხნარ ნიადაგებზე. ყველა ძირითადი პროექტისთვის ჩვენ ვაკეთებთ საველე კალიბრაციას: ვიღებთ ნიადაგის ნიმუშებს, ვაშრობთ მათ ლაბორატორიაში და ვადარებთ სენსორების კითხვებს. ეს არის შრომატევადი, მაგრამ ამის გარეშე შეცდომამ შეიძლება 10-15% მიაღწიოს.

სხვა სისტემებთან ინტეგრაცია - სადაც სირთულეები დევს

როდესაც ჩვენ ვამუშავებდით პროექტსმაღალი ხარისხის სოფლის მეურნეობის მინდვრებიროსტოვის რეგიონში, პროტოკოლის თავსებადობის პრობლემა შეექმნა.მონიტორინგის სადგურიერთი მწარმოებლისგან, სარწყავი კონტროლერები მეორისგან, ანალიზის პროგრამული უზრუნველყოფა მესამესგან. შუალედური კარიბჭის დაწერა მომიწია, რომელიც მონაცემებს ერთ ფორმატად აქცევდა. ახლა შპს Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology Co.-ში ჩვენ ვცდილობთ გამოვიყენოთ ღია API აღჭურვილობა, თუნდაც ის ცოტა უფრო ძვირი იყოს.

მნიშვნელოვანი ასპექტია დისტანციური სადგურების ელექტრომომარაგება. მზის პანელები ყოველთვის არ არის საიმედო გამოსავალი, განსაკუთრებით ღრუბლიან პერიოდში. ერთ-ერთ ფერმაში მოგვიწია გაერთიანება: მზის პანელები + დაბალი სიმძლავრის ქარის გენერატორი + სარეზერვო ბატარეები. ამან გაზარდა სისტემის ღირებულება, მაგრამ უზრუნველყო უწყვეტი მონიტორინგი მთელი სეზონის განმავლობაში.

მონაცემთა გადაცემა ასევე ადვილი არ არის. საველე პირობებში GSM კომუნიკაცია არასტაბილურია, სატელიტური არხები ძვირია. ჩვენ ხშირად ვიყენებთ რადიო მოდემებს 868 MHz დიაპაზონში, მაგრამ ეს მოითხოვს რელიეფის ფრთხილად განხილვას. მთიან ადგილებში თქვენ უნდა დააყენოთ რეპეტიტორები, რაც ართულებს ინფრასტრუქტურას.

შემთხვევის შესწავლა - რა მუშაობდა და რა არა

გასულ წელს ჩვენ დავაყენეთ მონიტორინგის სისტემა კრასნოდარის ტერიტორიის მებაღეობის სექტორში. ამოცანა იყო არა მხოლოდ ტენიანობის კონტროლი, არამედ მორწყვის პროგნოზირება ამინდის პირობების გათვალისწინებით. ჩვენ დავაკავშირეთნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგის სადგურებიამინდის სენსორებისთვის და შეიმუშავა ალგორითმი, რომელიც ითვალისწინებდა აორთქლებას. შედეგად, ფერმამ მოსავლიანობის დაკარგვის გარეშე წყლის მოხმარება 22%-ით შეამცირა.

მაგრამ იყო ცუდი გამოცდილება თათარსტანში პროექტთან დაკავშირებით. იქ სენსორები დავაყენეთ მხოლოდ ნიადაგის ზედა ფენაში (0-50 სმ); ჩვენ არ გავითვალისწინეთ, რომ ხეხილის ფესვთა სისტემა 1,5 მეტრს აღწევს. მშრალ პერიოდში ხეებმა დაიწყეს ტენიანობის დეფიციტი, თუმცა სადგურის მონაცემებით ყველაფერი ნორმალური იყო. ჩვენ მოგვიწია სენსორების ხელახლა დაყენება სხვადასხვა სიღრმეზე - დამატებითი ხარჯების თავიდან აცილება შეიძლებოდა.

ახლა ვებგვერდზე https://www.lyzhihuinongye.ru ვაქვეყნებთ რეკომენდაციებს სენსორების დამონტაჟების სიღრმეზე სხვადასხვა კულტურებისთვის. ეს არის ზუსტად იმ ცუდი გამოცდილების შედეგი – სჯობს შეცდომების გაზიარება, ვიდრე გამეორება.

ტექნოლოგიების განვითარების პერსპექტივები

ახლა ჩვენ ვამოწმებთ სისტემას, საიდანაც მონაცემებიმონიტორინგის სადგურებიიკვებება ნერვულ ქსელში, რომელიც აანალიზებს არა მხოლოდ მიმდინარე ტენიანობას, არამედ მისი ცვლილებების დინამიკას და პროგნოზირებს მორწყვის ოპტიმალურ დროს. ამ დროისთვის ალგორითმი გაუმჯობესებას საჭიროებს - ზოგჯერ ის უცნაურ რეკომენდაციებს იძლევა, როდესაც ამინდი მკვეთრად იცვლება. მაგრამ მიმართულება პერსპექტიულია.

კიდევ ერთი საინტერესო მიმართულებაა მრავალსპექტრული კამერები, რომლებიც შერწყმულია ნიადაგის ტენიანობის მონაცემებთან. საშუალებას გაძლევთ ამოიცნოთ მცენარეებში წყლის სტრესის მქონე ადგილები, სანამ ის შეუიარაღებელი თვალით შესამჩნევი გახდება. ჭკვიანი სოფლის მეურნეობის პარკის ერთ-ერთ პროექტში, ამ კომბინაციამ ხელი შეუწყო დრენაჟის პრობლემების დროულად გამოვლენას გარკვეულ ადგილებში.

ვფიქრობ, მომავალ წლებშინიადაგის ტენიანობის მონიტორინგის სადგურებიგახდება არა მხოლოდ მსხვილი მეურნეობების, არამედ საშუალო ფერმერული საწარმოების განუყოფელი ნაწილი. მთავარია, ტექნოლოგიები დარჩეს პრაქტიკული და მომგებიანი და არა მხოლოდ „ჭკვიანი სათამაშოები“. შპს Shandong Linyao Intelligent Agriculture Technology-ში ჩვენ ვმუშაობთ ზუსტად ამაზე - აკავშირებს მოწინავე განვითარებას სოფლის მეურნეობის მწარმოებლების რეალურ საჭიროებებთან.