La tomate (Solanum lycopersicum L.) est l'une des cultures à forte valeur ajoutée sur le marché mondial et est principalement cultivée sous irrigation. Sa production est souvent freinée par des conditions défavorables telles que le climat, le sol et les ressources en eau. Des technologies de capteurs ont été développées et installées partout dans le monde pour aider les agriculteurs à évaluer les conditions de croissance telles que la disponibilité en eau et en nutriments, le pH, la température et la topologie du sol.
Facteurs associés à la faible productivité des tomates. La demande de tomates est élevée, tant sur les marchés de consommation frais que sur les marchés de production industrielle (transformation). De faibles rendements en tomates sont observés dans de nombreux secteurs agricoles, comme en Indonésie, où les systèmes agricoles sont largement traditionnels. L'introduction de technologies telles que les applications et les capteurs basés sur l'Internet des objets (IoT) a considérablement augmenté le rendement de diverses cultures, dont la tomate.
Le manque d'utilisation de capteurs hétérogènes et modernes, dû à un manque d'informations, entraîne également de faibles rendements agricoles. Une gestion raisonnée de l'eau joue un rôle important pour éviter les mauvaises récoltes, notamment dans les plantations de tomates.
L'humidité du sol est un autre facteur déterminant du rendement des tomates, car elle est essentielle au transfert des nutriments et autres composés du sol vers la plante. Le maintien de la température de la plante est important, car il influence la maturité des feuilles et des fruits.
L'humidité optimale du sol pour les plants de tomates se situe entre 60 et 80 %. La température idéale pour une production maximale de tomates se situe entre 24 et 28 °C. Au-delà de cette plage de températures, la croissance des plantes et le développement des fleurs et des fruits sont sous-optimaux. En cas de fortes fluctuations des conditions du sol et des températures, la croissance des plantes sera lente et rabougrie, et les tomates mûriront de manière inégale.
Capteurs utilisés dans la culture de la tomate. Plusieurs technologies ont été développées pour une gestion précise des ressources en eau, principalement basées sur des techniques de détection proximale et de télédétection. Pour déterminer la teneur en eau des plantes, on utilise des capteurs qui évaluent leur état physiologique et leur environnement. Par exemple, des capteurs basés sur le rayonnement térahertz combiné à des mesures d'humidité peuvent déterminer la pression exercée sur la lame.
Les capteurs utilisés pour déterminer la teneur en eau des plantes s'appuient sur divers instruments et technologies, notamment la spectroscopie d'impédance électrique, la spectroscopie proche infrarouge (NIR), les ultrasons et la technologie de pince foliaire. Des capteurs d'humidité et de conductivité du sol permettent de déterminer la structure, la salinité et la conductivité du sol.
Capteurs d'humidité et de température du sol, ainsi qu'un système d'arrosage automatique. Pour obtenir un rendement optimal, les tomates nécessitent un système d'arrosage adapté. Les pénuries d'eau croissantes menacent la production agricole et la sécurité alimentaire. L'utilisation de capteurs performants peut garantir une utilisation optimale des ressources en eau et maximiser le rendement des cultures.
Les capteurs d'humidité du sol évaluent l'humidité du sol. Les capteurs d'humidité du sol récemment développés comprennent deux plaques conductrices. Lorsque ces plaques sont exposées à un milieu conducteur (comme l'eau), les électrons de l'anode migrent vers la cathode. Ce mouvement d'électrons crée un courant électrique, détectable à l'aide d'un voltmètre. Ce capteur détecte la présence d'eau dans le sol.
Dans certains cas, les capteurs de sol sont associés à des thermistances capables de mesurer à la fois la température et l'humidité. Les données de ces capteurs sont traitées et génèrent une sortie bidirectionnelle monoligne envoyée au système de rinçage automatisé. Lorsque les données de température et d'humidité atteignent certains seuils, l'interrupteur de la pompe à eau s'active ou se désactive automatiquement.
Bioristor est un capteur bioélectronique. La bioélectronique permet de contrôler les processus physiologiques des plantes et leurs caractéristiques morphologiques. Récemment, un capteur in vivo basé sur des transistors électrochimiques organiques (OECT), communément appelés biorésistances, a été développé. Ce capteur a été utilisé en culture de tomates pour évaluer les variations de la composition de la sève circulant dans le xylème et le phloème des plants de tomates en croissance. Ce capteur fonctionne en temps réel à l'intérieur du corps sans perturber le fonctionnement de la plante.
Implantable directement dans les tiges des plantes, le biorésistance permet l'observation in vivo des mécanismes physiologiques associés au mouvement des ions dans les plantes soumises à des conditions de stress telles que la sécheresse, la salinité, une pression de vapeur insuffisante et une humidité relative élevée. Biostor est également utilisé pour la détection des agents pathogènes et la lutte antiparasitaire. Ce capteur permet également de surveiller l'état hydrique des plantes.
Date de publication : 1er août 2024