Khi những năm hạn hán bắt đầu nhiều hơn những năm có lượng mưa dồi dào ở vùng Đông Nam thấp hơn, việc tưới tiêu đã trở thành một nhu cầu thiết yếu hơn là một sự xa xỉ, thúc đẩy người trồng trọt tìm kiếm những cách hiệu quả hơn để xác định thời điểm tưới và lượng nước cần tưới, chẳng hạn như sử dụng cảm biến độ ẩm đất.
Các nhà nghiên cứu tại Công viên Thủy lợi Stripling ở Camilla, Georgia, đang khám phá mọi khía cạnh của hệ thống thủy lợi, bao gồm việc sử dụng cảm biến độ ẩm đất và hệ thống đo từ xa bằng sóng vô tuyến cần thiết để truyền dữ liệu trở lại cho nông dân, Calvin Perry, giám đốc công viên cho biết.
“Năng lực tưới tiêu đã phát triển đáng kể ở Georgia trong những năm gần đây,” Perry nói. “Hiện chúng tôi có hơn 13.000 trạm bơm trung tâm trên toàn tiểu bang, với hơn 1.000.000 mẫu Anh được tưới tiêu. Tỷ lệ nguồn nước ngầm so với nguồn nước mặt là khoảng 2:1.”
Ông nói thêm rằng mật độ các trục trung tâm nằm ở phía tây nam Georgia, với hơn một nửa số trục trung tâm trong tiểu bang này nằm ở lưu vực sông Flint hạ lưu.
Những câu hỏi chính được đặt ra trong quá trình tưới tiêu là: khi nào nên tưới và tưới bao nhiêu? Perry nói. “Chúng tôi cảm thấy nếu việc tưới tiêu được lên lịch và tính toán thời gian tốt hơn, nó có thể được tối ưu hóa. Có khả năng, chúng tôi có thể tiết kiệm được lượng nước tưới vào cuối mùa nếu độ ẩm đất đạt mức cần thiết, và có lẽ chúng tôi có thể tiết kiệm được chi phí tưới tiêu.”
Ông cho biết có nhiều cách khác nhau để lập lịch tưới tiêu.
“Đầu tiên, bạn có thể thực hiện theo cách truyền thống bằng cách ra đồng, xới đất hoặc quan sát lá cây. Hoặc, bạn có thể dự đoán lượng nước sử dụng cho cây trồng. Bạn có thể chạy các công cụ lập lịch tưới tiêu để đưa ra quyết định tưới tiêu dựa trên phép đo độ ẩm đất.
Một lựa chọn khác
"Một lựa chọn khác là chủ động theo dõi tình trạng độ ẩm đất dựa trên các cảm biến đặt trên đồng ruộng. Thông tin này có thể được chuyển tiếp đến bạn hoặc thu thập từ đồng ruộng", Perry nói.
Ông lưu ý rằng đất ở vùng Đồng bằng ven biển Đông Nam có tính biến đổi rất cao, và người trồng trọt không có một loại đất duy nhất trên cánh đồng của họ. Vì lý do này, việc tưới tiêu hiệu quả trên những loại đất này đạt được tốt nhất bằng cách áp dụng một số biện pháp quản lý cụ thể theo từng địa điểm, thậm chí có thể tự động hóa bằng cảm biến, ông nói.
“Có nhiều cách để thu thập dữ liệu độ ẩm đất từ các đầu dò này. Cách dễ nhất là sử dụng một loại thiết bị đo từ xa nào đó. Nông dân rất bận rộn, và họ không muốn phải ra từng cánh đồng để đọc cảm biến độ ẩm đất nếu không cần thiết. Có nhiều cách để thu thập dữ liệu này”, Perry nói.
Ông cho biết, bản thân các cảm biến được chia thành hai loại chính: cảm biến độ ẩm đất Watermark và một số cảm biến độ ẩm đất loại điện dung mới hơn.
Có một sản phẩm mới trên thị trường. Bằng cách kết hợp sinh học thực vật và khoa học nông học, nó có thể chỉ ra mức độ căng thẳng cao, bệnh cây, tình trạng sức khỏe cây trồng và nhu cầu nước của cây.
Công nghệ này dựa trên bằng sáng chế của USDA có tên gọi BIOTIC (Bảng điều khiển tương tác nhiệt độ tối ưu được xác định sinh học). Công nghệ này sử dụng cảm biến nhiệt độ để theo dõi nhiệt độ tán lá của cây trồng nhằm xác định tình trạng thiếu nước.
Cảm biến này được đặt tại cánh đồng của người trồng trọt, sẽ ghi lại thông tin này và chuyển tiếp thông tin đến trạm gốc.
Nó dự đoán rằng nếu cây trồng của bạn trải qua quá nhiều phút vượt quá nhiệt độ tối đa, nó sẽ bị căng thẳng do độ ẩm. Nếu bạn tưới nước cho cây trồng, nhiệt độ tán cây sẽ giảm xuống. Họ đã phát triển các thuật toán cho một số loại cây trồng.
Công cụ đa năng
“Về cơ bản, đo từ xa bằng sóng vô tuyến là truyền dữ liệu từ một điểm trên cánh đồng đến xe bán tải của bạn ở rìa cánh đồng. Bằng cách này, bạn không cần phải mang máy tính xách tay ra ngoài cánh đồng, kết nối nó với hộp và tải dữ liệu xuống. Bạn có thể nhận dữ liệu liên tục. Hoặc, bạn có thể đặt một bộ thu phát vô tuyến gần các cảm biến trên cánh đồng, đặt nó cao hơn một chút, và bạn có thể truyền dữ liệu về trụ sở văn phòng.”
Tại công viên thủy lợi ở tây nam Georgia, các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu một Mạng lưới Lưới, đặt các cảm biến giá rẻ ngoài đồng ruộng, Perry cho biết. Chúng giao tiếp với nhau và sau đó trở về trạm gốc ở rìa cánh đồng hoặc một điểm trục trung tâm.
Nó giúp bạn trả lời câu hỏi khi nào cần tưới và tưới bao nhiêu nước. Nếu bạn theo dõi dữ liệu cảm biến độ ẩm đất, bạn có thể thấy độ ẩm đất giảm nhanh như thế nào. Điều này sẽ cho bạn biết độ ẩm đất đã giảm nhanh như thế nào và bạn cần tưới nước vào thời điểm nào.
“Để biết lượng phân bón cần bón, hãy theo dõi dữ liệu và xem độ ẩm của đất có tăng lên đến tận rễ cây trồng tại thời điểm đó hay không.”
Thời gian đăng: 03-04-2024