Trong những năm gần đây, canh tác chính xác đã cách mạng hóa cách nông dân trồng trọt. Một trong những công nghệ hứa hẹn nhất trong canh tác chính xác là sử dụng cảm biến. Bằng cách sử dụng cảm biến, nông dân có thể theo dõi các thông số khác nhau của cây trồng trong thời gian thực và đưa ra quyết định sáng suốt hơn. Trong bối cảnh này, việc sử dụng cảm biến để quản lý tưới nhỏ giọt trong trồng khoai tây ngày càng trở nên phổ biến.
Tưới nhỏ giọt là một kỹ thuật tiết kiệm nước, trong đó nước được đưa trực tiếp đến vùng rễ của cây. Kỹ thuật này đặc biệt phù hợp với việc trồng khoai tây vì khoai tây có hệ thống rễ nông, đất cần được giữ ẩm nhưng không bị ướt. Tuy nhiên, sự thành công của tưới nhỏ giọt phần lớn phụ thuộc vào khả năng tưới đúng lượng nước vào đúng thời điểm. Đây là nơi các cảm biến phát huy tác dụng.
Các cảm biến có thể đo các thông số khác nhau của đất và cây trồng, chẳng hạn như độ ẩm của đất, nhiệt độ và sự phát triển của cây trồng. Với thông tin này, nông dân có thể tối ưu hóa lượng và thời gian cung cấp nước cho cây trồng. Ví dụ, cảm biến có thể phát hiện khi đất khô và tự động kích hoạt hệ thống tưới tiêu. Điều này ngăn ngừa tình trạng căng thẳng về nước ở cây trồng và đảm bảo sự tăng trưởng và năng suất tối ưu.
Trong trồng khoai tây, cảm biến cũng có thể được sử dụng để theo dõi mức độ dinh dưỡng trong đất. Khoai tây cần các chất dinh dưỡng cụ thể như kali và phốt pho để phát triển bình thường. Bằng cách sử dụng các cảm biến để đo mức độ dinh dưỡng trong đất, nông dân có thể điều chỉnh việc bón phân để đáp ứng nhu cầu của cây trồng. Điều này không chỉ đảm bảo tăng trưởng và năng suất tối ưu mà còn làm giảm nguy cơ rửa trôi và ô nhiễm chất dinh dưỡng.
Một lợi ích khác của việc sử dụng cảm biến để quản lý tưới nhỏ giọt trong trồng khoai tây là giảm lãng phí nước. Các phương pháp tưới truyền thống, chẳng hạn như tưới phun mưa trên cao, có thể dẫn đến thất thoát nước đáng kể do bay hơi và dòng chảy. Mặt khác, tưới nhỏ giọt đưa nước trực tiếp đến vùng rễ, giảm thất thoát nước và tăng hiệu quả sử dụng nước. Bằng cách kết hợp tưới nhỏ giọt với cảm biến, nông dân có thể giảm lãng phí nước hơn nữa bằng cách chỉ tưới nước khi nào và ở nơi cần thiết.
Việc sử dụng cảm biến để quản lý tưới nhỏ giọt trong trồng khoai tây không chỉ mang lại lợi ích cho người nông dân mà còn cho môi trường. Sự khan hiếm nước là một thách thức toàn cầu và nông nghiệp là một trong những ngành sử dụng nước chính. Bằng cách sử dụng nước hiệu quả hơn, nông dân có thể góp phần bảo tồn nguồn tài nguyên quý giá này. Hơn nữa, việc giảm lượng nước thải còn làm giảm nguy cơ xói mòn và ô nhiễm đất.
Tóm lại, việc sử dụng cảm biến để quản lý tưới nhỏ giọt trong trồng khoai tây là một công nghệ đầy hứa hẹn có thể mang lại lợi ích cho nông dân, môi trường và xã hội nói chung. Bằng cách cung cấp thông tin theo thời gian thực về điều kiện đất và cây trồng, cảm biến cho phép nông dân đưa ra quyết định sáng suốt hơn về quản lý nước và dinh dưỡng. Điều này sẽ dẫn đến tăng trưởng và năng suất tối ưu, giảm lãng phí nước và bền vững môi trường. Khi các công nghệ canh tác chính xác tiếp tục phát triển, việc sử dụng cảm biến có thể sẽ trở nên phổ biến hơn và cần thiết hơn cho tương lai của ngành nông nghiệp.
Tạp chí nông nghiệp Hà Lan Boerderij mới đây đã xuất bản một bài viết về cách sử dụng cảm biến để tối ưu hóa việc tưới nhỏ giọt cho khoai tây. Tưới nhỏ giọt là phương pháp cấp nước trực tiếp vào vùng rễ cây thông qua mạng lưới đường ống và vòi phun, giúp giảm lãng phí nước và nâng cao hiệu quả sử dụng nước so với các phương pháp tưới khác như tưới phun mưa hoặc tưới theo luống. Tuy nhiên, tưới nhỏ giọt đòi hỏi phải kiểm soát chính xác việc cung cấp nước, vì các bộ phát phải xả nước với tốc độ không đổi để tránh tình trạng làm ướt không đều và mất cân bằng dinh dưỡng.
Bài báo mô tả một nghiên cứu điển hình về một trang trại khoai tây ở Hà Lan đã sử dụng cảm biến để tinh chỉnh hệ thống tưới nhỏ giọt. Trang trại đã lắp đặt các cảm biến độ ẩm đất ở các độ sâu khác nhau trên bề mặt đất để đo hàm lượng nước và nhiệt độ của đất. Các cảm biến được kết nối với hệ thống đo từ xa để truyền dữ liệu không dây đến bộ điều khiển trung tâm, nơi xử lý thông tin và gửi lệnh đến bộ điều khiển tưới tiêu.
Bộ điều khiển tưới được lập trình để điều chỉnh tốc độ dòng nước và thời gian của chu trình tưới dựa trên chỉ số cảm biến và nhu cầu nước của cây trồng. Nhu cầu nước của cây trồng được tính toán bằng hệ số cây trồng có tính đến giai đoạn của chu kỳ sinh trưởng, điều kiện thời tiết và loại đất. Hệ số cây trồng được lấy từ mô hình thoát hơi nước tham chiếu ước tính lượng nước mà cây trồng cần để bốc hơi và thoát hơi nước để duy trì các chức năng sinh lý của nó.
Trang trại cũng sử dụng trạm thời tiết để thu thập dữ liệu về lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió, giúp dự đoán nhu cầu nước của cây trồng và điều chỉnh lịch tưới cho phù hợp. Trạm thời tiết được liên kết với hệ thống đo từ xa và bộ điều khiển trung tâm, đồng bộ hóa bộ điều khiển tưới với dữ liệu thời tiết.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng cảm biến để tối ưu hóa việc tưới nhỏ giọt cho khoai tây có thể tiết kiệm nước, năng lượng và phân bón, đồng thời tăng năng suất và chất lượng. Trang trại đã có thể giảm 30% tỷ lệ sử dụng nước mà không ảnh hưởng đến năng suất và cải thiện chất lượng củ bằng cách giảm số lượng củ rỗng và biến dạng. Trang trại cũng tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm thời gian bơm và tần suất lọc của hệ thống tưới tiêu, đồng thời tiết kiệm phân bón bằng cách giảm thất thoát do rửa trôi và dòng chảy dinh dưỡng.