Les capteurs de sol constituent une solution qui a fait ses preuves à plus petite échelle et pourrait devenir inestimable à des fins agricoles.
Que sont les capteurs de sol ?
Les capteurs suivent les conditions du sol, permettant la collecte et l’analyse de données en temps réel.Les capteurs peuvent suivre presque toutes les caractéristiques du sol, comme l’ADN des micro-organismes résidents, afin de rééquilibrer le microbiome du sol plus sain, d’augmenter le rendement et de réduire l’utilisation des ressources.
Les différents types de capteurs en agriculture utilisent diverses méthodes, telles que les signaux électriques et la mesure de la réflexion des ondes lumineuses, pour déterminer les caractéristiques essentielles du champ qui peuvent transformer les opérations agricoles.
Types de capteurs de sol
Les capteurs de sol peuvent mesurer les caractéristiques du sol telles que la teneur en humidité, la température, le pH, la salinité, l'humidité, le rayonnement photosynthétique et l'équilibre des nutriments.—principalement l'azote, le phosphore et le potassium (NPK) vitaux.
En plus de leurs avantages en matière de gestion des cultures, tels qu'une meilleure qualité des grains et une réduction du lessivage des nutriments, les capteurs de sol peuvent éclairer les prévisions concernant les ressources en eau, la stabilité des terres et le changement climatique.
D'autres cas d'utilisation incluent la planification de l'irrigation, les évaluations des bassins versants, le profilage de l'écologie microbienne et la prévention des maladies des plantes.
Avantages de l'utilisation de capteurs de sol
Le suivi de l’état du sol offre de nombreux avantages aux agriculteurs et aux jardiniers, notamment un rendement accru des cultures et une meilleure efficacité des ressources.L'IoT, les services cloud et l'intégration de l'IA permettent aux producteurs de prendre des décisions basées sur les données.
Les capteurs optimisent l'utilisation des engrais, maintiennent les plantes en bonne santé, maximisent les ressources et minimisent le ruissellement et les dégagements gazeux qui attaquent l'environnement.Une surveillance constante évite également des problèmes tels que des épidémies d’agents pathogènes ou le compactage du sol.
La surveillance de l’état du sol à l’aide de capteurs de sol peut également optimiser l’utilisation des engrais et de l’eau.Il'On estime qu'environ 30 % des engrais nitrates appliqués aux États-Unis sont emportés par les eaux et contaminent les sources d'eau.Même des systèmes d’irrigation performants peuvent atteindre jusqu’à 50 % de gaspillage d’eau, et l’agriculture est responsable de 70 % de la consommation mondiale d’eau douce.La capacité de reconstituer l’humidité du sol de manière efficace et efficiente pourrait avoir un impact important.
Installation et calibrage des capteurs de sol
Chaque capteur aura son propre guide d'installation, mais l'installation nécessite généralement de creuser un trou ou une tranchée dans une rangée de culture et de placer les capteurs à plusieurs profondeurs, y compris à proximité des racines des plantes.
Sur une grande superficie, les meilleures pratiques imposent de placer les plantes sur des sites représentatifs du reste du champ ou du type de sol à gérer, à proximité des émetteurs d'eau et en contact direct avec le sol (c'est-à-dire sans poches d'air).Les sites des capteurs doivent également être signalés ou autrement marqués sur la surface pour éviter tout dommage accidentel.
En plus d'une installation correcte, l'étalonnage du capteur est essentiel.Les capteurs de sol enregistrent les données d'humidité du sol en tant que teneur en eau volumétrique (VWC), et chaque type de sol possède son propre VWC.Les capteurs d'humidité du sol ont souvent des sensibilités différentes et peuvent devoir être calibrés individuellement.
Dépannage
Des pannes d'équipement peuvent survenir en raison de problèmes électriques, d'interférences provenant de la faune ou de fils mal connectés.Toute fuite d’air dans un tensiomètre le rendra peu fiable.Assurer la bonne profondeur d’installation et les bonnes méthodes d’imperméabilisation peut aider à éviter de futurs problèmes.
Les techniques de dépannage courantes incluent :
Vérification de l'alimentation et des circuits
Nettoyer les capteurs sans utiliser de produits chimiques
Effectuer un entretien régulier pour remplacer les pièces endommagées selon le fabricant's guide de réparation
Surveillance de la santé des sols
Les capteurs de sol offrent une stratégie plus précise et rationalisée pour l’évaluation de la santé des sols.Les évaluations conventionnelles des sols sont l’équivalent d’une biopsie, qui peut prendre des semaines ou des mois, selon les propriétés du sol.
Les mesures par capteur sont beaucoup plus rapides, prenant une heure ou deux par 50 acres.Les capteurs affichent tout ce qui est nécessaire à une gestion efficace des cultures, notamment la teneur en eau, la tension de l'eau et la présence de matière organique.—un excellent indicateur de la santé globale du sol—sans qu’il soit nécessaire de prélever physiquement des échantillons de sol.
Intégration avec les systèmes de gestion agricole
Selon un rapport de StartUS Insights, les capteurs de sol constituent la technologie de surveillance des sols la plus efficace en raison de leur évolutivité, de leur efficacité et de leur utilité.La combinaison de capteurs de sol avec d’autres technologies agricoles en plein essor, notamment la cartographie des sols basée sur l’IA, l’imagerie aérienne, les robots automatisés de surveillance des sols, le suivi des émissions, l’analyse des sols en réalité augmentée, la nanotechnologie et l’intégration de la blockchain, peut optimiser la gestion agricole.
Défis et solutions dans la technologie des capteurs de sol
D'après un rapport de l'Université du Nebraska de 2020, seules 12 % des fermes américaines utilisent des capteurs d'humidité du sol pour déterminer les programmes d'irrigation.Les capteurs de sol sont devenus plus viables grâce à des améliorations significatives en termes d’accessibilité, de convivialité et de capacités de traitement et d’affichage des données, mais des progrès supplémentaires sont nécessaires.
Les capteurs de sol doivent devenir plus rentables et interopérables pour une adoption mondiale.De nombreux types de capteurs existent, entraînant un manque de standardisation et de compatibilité.
De nombreuses technologies existantes reposent sur des capteurs propriétaires, ce qui peut rendre la personnalisation difficile.Les progrès de la technologie des capteurs, comme ceux développés par l'UC Berkeley, simplifient l'intégration pour fournir une surveillance des données en direct et promouvoir une prise de décision agile dans tous les domaines et marchés.
Études de cas : mise en œuvre réussie de capteurs de sol
Les capteurs de sol aident les agriculteurs à économiser de l'eau et de l'argent
Une étude de l'Université de Clemson a révélé que les capteurs d'humidité du sol peuvent augmenter la consommation des agriculteurs.'revenu net moyen de 20 % en augmentant l’efficacité de l’irrigation dans les champs testés qui cultivaient des arachides, du soja ou du coton.
Des terrains de sport plus durables
Les sites sportifs adoptent également des capteurs de sol.Le stade de Wembley et le Citizens Bank Park (domicile des Phillies de Philadelphie) font partie des sites sportifs utilisant des capteurs de sol pour maintenir des surfaces de jeu luxuriantes tout en maximisant la consommation d'eau et d'énergie, selon le fabricant de capteurs de sol Soil Scout.
Tendances futures de la technologie des capteurs de sol
Les tendances émergentes incluent la nanotechnologie, avec des nanoparticules à base d'or ou d'argent qui augmentent la sensibilité des capteurs pour détecter les polluants du sol comme les métaux lourds.
Des capteurs recouverts de nanocomposés pourraient suivre les caractéristiques du sol, puis libérer des nutriments, tels que l'oxygène, en réponse aux fluctuations de la qualité du sol.D’autres calculent des bioindicateurs, comme le nombre de vers de terre ou la diversité des micro-organismes, grâce à l’analyse de l’ADN, pour améliorer le microbiome du sol.
Heure de publication : 09 avril 2024