Trong bức tranh tổng thể về nông nghiệp thông minh, nhận thức về bầu trời (khí tượng học) ngày càng hoàn thiện, nhưng vẫn còn một khoảng trống dữ liệu khổng lồ về hiểu biết về đất (đất đai). Đất, với vai trò là nền tảng cho sự phát triển của cây trồng và là chất mang nguồn nước dinh dưỡng, có độ phức tạp động học bên trong vượt xa khí hậu bề mặt. Hệ thống cảm biến đất nông nghiệp thông minh do công ty HONDE ra mắt đang biến “lục địa đen” này thành các luồng dữ liệu rõ ràng, theo thời gian thực và có thể hành động được với mạng lưới giám sát ba chiều đa cấp và đa tham số, trở thành động lực cốt lõi thúc đẩy nông nghiệp chính xác từ “nhận thức” đến “thực thi”.
I. Khái niệm hệ thống: Từ đo lường tại một điểm duy nhất đến nhận thức sinh thái theo chiều sâu.
Các phương pháp giám sát đất truyền thống thường bị cô lập và chỉ thực hiện tại một điểm duy nhất. Hệ thống HONDE xây dựng một hệ thống nhận thức ba chiều và liên kết mạng lưới:
Chiều dọc: Bằng cách sử dụng các cảm biến thăm dò có chiều dài khác nhau (như 6cm, 10cm, 20cm và 30cm), độ ẩm, nhiệt độ và độ dẫn điện (độ mặn) của lớp bề mặt, lớp rễ hoạt động và lớp đất đáy được theo dõi đồng thời, và các sơ đồ mặt cắt ngang theo chiều dọc về sự vận chuyển nước và tích tụ độ mặn được vẽ ra.
Chiều ngang: Triển khai các nút cảm biến theo mô hình lưới trên thực địa để làm rõ sự biến đổi không gian do các yếu tố như kết cấu đất, độ đồng đều của tưới tiêu và địa hình gây ra, từ đó cung cấp cơ sở bản đồ hướng dẫn cho các hoạt động khác nhau.
Kích thước tham số: Bằng cách tích hợp công nghệ cảm biến tiên tiến nhất, một số mẫu cao cấp có thể được mở rộng để theo dõi động thái độ pH của đất và các chất dinh dưỡng quan trọng (như nitơ, phốt pho và kali), đạt được chẩn đoán toàn diện từ môi trường vật lý đến môi trường hóa học.
II. Công nghệ cốt lõi: “Người canh gác ngầm” đáng tin cậy, chính xác và thông minh
Cảm biến độ chính xác cao và độ bền vượt trội: Sử dụng các cảm biến dựa trên các nguyên lý như phản xạ miền tần số (FDR), thiết bị đảm bảo đo lường ổn định lâu dài hàm lượng nước thể tích. Đầu dò được làm bằng vật liệu chống ăn mòn và các linh kiện điện tử được niêm phong hoàn toàn, giúp thiết bị phù hợp với môi trường khắc nghiệt, nơi nó có thể được chôn vùi trong thời gian dài.
Kiến trúc IoT tiết kiệm năng lượng: Các nút cảm biến được cấp nguồn bằng tấm pin mặt trời hoặc pin lithium có tuổi thọ cao. Thông qua các công nghệ không dây như LoRa, NB-IoT hoặc 4G, dữ liệu được truyền theo thời gian thực lên đám mây, đạt được phạm vi phủ sóng rộng và triển khai "không dây".
Điện toán biên và cảnh báo sớm thông minh: Được trang bị các thuật toán thông minh, hệ thống có thể kích hoạt tín hiệu cảnh báo sớm tại chỗ dựa trên các ngưỡng được thiết lập trước (như đường cảnh báo hạn hán và giá trị nguy cơ nhiễm mặn), kết nối trực tiếp với các van tưới tiêu để tạo ra một vòng khép kín nhanh chóng từ “giám sát – đám mây – ra quyết định – hành động”.
III. Các kịch bản ứng dụng cốt lõi và giá trị trong nông nghiệp thông minh
Bộ điều khiển tối ưu cho hệ thống tưới tiêu thông minh.
Đây là ứng dụng trực tiếp và mang lại lợi ích cao nhất của cảm biến đất. Hệ thống này cách mạng hóa các quyết định tưới tiêu bằng cách theo dõi thời gian thực độ căng của đất hoặc hàm lượng nước trong lớp rễ.
Tưới theo nhu cầu: Chỉ bắt đầu tưới khi cây trồng thực sự cần. So với các mô hình dựa trên thời gian hoặc dựa trên kinh nghiệm, nó có thể tiết kiệm trung bình 20-40% lượng nước.
Tối ưu hóa chiến lược tưới tiêu: Dựa trên dữ liệu nước ở các độ sâu khác nhau, hướng dẫn thực hiện “tưới sâu để thúc đẩy sự phát triển của rễ” hoặc “tưới nông để bổ sung độ ẩm”, tạo nên hệ rễ khỏe mạnh hơn.
Ngăn ngừa sự rửa trôi và chảy tràn: Tránh thất thoát chất dinh dưỡng và lãng phí nước do tưới tiêu quá mức.
2. “Chuyên gia dinh dưỡng” trong quản lý tổng hợp nước và phân bón
Khi hệ thống tích hợp thêm cảm biến độ mặn (EC) và chất dinh dưỡng, giá trị của nó càng được nâng cao:
Bón phân chính xác: Theo dõi nồng độ ion trong dung dịch đất để bổ sung phân bón chính xác dựa trên tỷ lệ hấp thụ của cây trồng, giúp tăng hiệu quả sử dụng phân bón từ 15-30%.
Cảnh báo sớm và quản lý thiệt hại do muối: Giám sát giá trị EC theo thời gian thực, tự động khởi động chương trình rửa trước khi sự tích tụ muối gây hại cho hệ rễ, bảo vệ sức khỏe cây trồng.
Tối ưu hóa công thức bón phân: Dữ liệu dài hạn giúp điều chỉnh công thức nước và phân bón để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của từng loại đất và cây trồng cụ thể.
3. “Công cụ chẩn đoán sớm” cho sức khỏe đất và sức khỏe cây trồng
Cảnh báo về tình trạng căng thẳng: Sự thay đổi bất thường về nhiệt độ đất có thể là dấu hiệu của thiệt hại do sương giá hoặc nhiệt độ cao. Sự thay đổi đột ngột về độ ẩm có thể là dấu hiệu của bệnh rễ hoặc rò rỉ đường ống.
Hướng dẫn các biện pháp canh tác: Theo dõi độ ẩm đất và xác định thời điểm tốt nhất để làm đất, gieo trồng hoặc thu hoạch; Đánh giá hiệu quả của các biện pháp canh tác bảo tồn như phủ rơm rạ và không cày xới thông qua dữ liệu dài hạn.
Quản lý đất dựa trên dữ liệu: Thiết lập kho lưu trữ đất kỹ thuật số tại hiện trường, theo dõi những thay đổi dài hạn về chất hữu cơ trong đất, độ mặn và các chỉ số khác, đồng thời cung cấp cơ sở cho quản lý đất bền vững.
4. “Bộ tương quan dữ liệu” để nâng cao chất lượng và hiệu suất đầu ra
Bằng cách tiến hành phân tích tương quan dữ liệu lớn về dữ liệu môi trường đất trong suốt mùa vụ với bản đồ năng suất cuối cùng và dữ liệu kiểm tra chất lượng (như hàm lượng đường và hàm lượng protein), các yếu tố đất quan trọng ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng cây trồng có thể được làm rõ, từ đó tối ưu hóa các biện pháp quản lý ngược và đạt được “chăn nuôi và canh tác dựa trên dữ liệu”.
IV. Ưu điểm của hệ thống và lợi tức đầu tư
Cuộc cách mạng trong việc ra quyết định: Chuyển đổi mô hình tưới tiêu và bón phân dựa trên kinh nghiệm từ mô hình “theo thời gian và định lượng” sang mô hình dựa trên dữ liệu “theo nhu cầu và linh hoạt”.
Giảm chi phí và nâng cao hiệu quả: Tiết kiệm trực tiếp nước, phân bón, năng lượng và chi phí nhân công, thời gian hoàn vốn đầu tư thường từ 1 đến 3 mùa vụ.
Nâng cao chất lượng và ổn định sản xuất: Bằng cách duy trì môi trường tối ưu cho vùng rễ, giảm thiểu căng thẳng cho cây trồng và tăng cường tính nhất quán cũng như tỷ lệ thương mại hóa của các sản phẩm nông nghiệp.
Thân thiện với môi trường: Giảm đáng kể ô nhiễm nguồn phân tán trong nông nghiệp, góp phần đạt được mục tiêu nông nghiệp xanh và trung hòa carbon.
Khả năng mở rộng: Là điểm nhập dữ liệu cơ bản của Internet vạn vật nông nghiệp, nó có thể dễ dàng tích hợp với các trạm thời tiết, máy bay không người lái và hệ thống lái tự động của máy móc nông nghiệp để xây dựng một bộ não kỹ thuật số hoàn chỉnh cho trang trại.
V. Trường hợp thực nghiệm: Thu hoạch dựa trên dữ liệu
Một trang trại ngô-đậu nành quy mô lớn ở vùng Trung Tây Hoa Kỳ đã triển khai mạng lưới cảm biến đất HONDE. Hệ thống này phát hiện ra rằng trên cùng một cánh đồng, khoảng 15% diện tích có khả năng giữ nước yếu hơn đáng kể. Với chiến lược tưới tiêu chính xác, những khu vực này được tưới nhiều hơn, trong khi các khu vực có khả năng giữ nước tốt hơn lại được giảm lượng nước tưới tương ứng. Sau một mùa vụ, trang trại không chỉ tiết kiệm được 22% lượng nước tổng thể mà còn tăng tính ổn định của tổng năng suất cánh đồng lên 18%, vì đã loại bỏ được “thiếu hụt” sản lượng do hạn hán cục bộ. Người nông dân cho biết: “Những gì chúng tôi đang quản lý bây giờ không chỉ là một cánh đồng duy nhất, mà là hàng ngàn, hàng vạn đơn vị đất nhỏ với nhu cầu khác nhau.”
Phần kết luận
Mục tiêu tối thượng của nông nghiệp thông minh là quản lý sản xuất nông nghiệp như thể đó là một nhà máy chính xác. Và đất chính là xưởng sản xuất và dây chuyền sản xuất của “nhà máy sinh học” này. Hệ thống cảm biến đất thông minh HONDE đã trang bị cho mọi ngóc ngách của xưởng sản xuất này các “thiết bị giám sát” và “công tắc điều khiển”. Nó biến những điều vô hình thành hữu hình, những điều phức tạp thành có thể kiểm soát và những dữ liệu thực nghiệm thành có thể tính toán được. Đây không chỉ là một bước tiến công nghệ, mà còn là sự chuyển đổi trong quan hệ sản xuất – nó nâng tầm người nông dân từ “người lao động trên đất” thành “người quản lý dữ liệu và tối ưu hóa hệ sinh thái đất”, mở ra một con đường rõ ràng dựa trên dữ liệu cho sự phát triển bền vững của nông nghiệp toàn cầu trong điều kiện nguồn lực hạn chế.
Giới thiệu về HONDE: Là nhà xây dựng cơ sở hạ tầng nông nghiệp kỹ thuật số, HONDE tập trung vào việc chuyển đổi đất nông nghiệp thành tài sản kỹ thuật số có thể tính toán và tối ưu hóa thông qua cảm biến đáng tin cậy, kết nối hiệu quả và phân tích thông minh. Chúng tôi tin rằng số hóa sâu rộng đất đai là chìa khóa cốt lõi để mở ra tương lai của nông nghiệp.
Để biết thêm thông tin về cảm biến đất,
Vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Thời gian đăng bài: 08/12/2025