وأجهزة استشعار رطوبة التربة هي أجهزة تقيس محتوى المياه في التربة، وتوفر معلومات قيمة عن مستويات الرطوبة في التربة، وتساعد المزارعين والباحثين وغيرهم من المستخدمين على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن الري وإدارة المحاصيل والرصد البيئي.وهناك عدة أنواع من أجهزة استشعار رطوبة التربة متاحة في السوق، يستخدم كل منها مبادئ مختلفة لقياس رطوبة التربة، وهنا بعض أنواع أجهزة استشعار التربة الشائعة الاستخدام:

مقاييس التماثل: تقيس مقاييس التضاريس رطوبة التربة من خلال رصد التوتر أو الامتصاص اللازم لاستخراج الماء من التربة، وهي تتألف من كؤوس خزفية مسامية متصلة بأنبوبة ملأة بالماء ومقياس فراغ، ومع تناقص رطوبة التربة، يزداد التوتر، الذي يمكن قياسه باستخدام مقياس الفراغ.

(أ) أجهزة الاستشعار: تقيس أجهزة الاستشعار القدرة رطوبة التربة من خلال تقييم الثبات الكهربائي أو الثابت الكهربائي للتربة. وتتكون هذه الأجهزة عادة من أقطابين معدنيتين أُدخلتا في التربة. ويؤثر محتوى الرطوبة على الخصائص الكهربائية بين الكهرباء، مما يسمح بتقدير مستويات رطوبة التربة.

قياس انعكاسي للزمن (TDR): تحدد أجهزة الاستشعار التي تعمل بالاختبارات التقنية رطوبة التربة بقياس الوقت الذي يستغرقه انتقال نبضة كهرومغناطيسية على طول مسبار أُدخل في التربة. يؤثر الرطوبة على الخصائص الكهربائية الثنائية للتربة، مما يغير وقت انتقال النبض. وتستخدم هذه المعلومات بعد ذلك لتقدير محتوى رطوبة التربة.

أجهزة الاستشعار: تعمل أجهزة الاستشعار التي تعمل بترددات فدرا مماثلة لأجهزة استشعارها التي تعمل بترددات مختلفة لقياس رطوبة التربة. وهي تقيس الإشارات الكهربائية المعكوسة على ترددات محددة لتحديد المحتوى الرغوي في التربة.

وهذه مجرد أمثلة قليلة على أنواع مستشعرات رطوبة التربة المتاحة، ولكل نوع مزاياه وحدوده وملاءمته لتطبيقات محددة وظروف التربة.'من المهم مراعاة عوامل مثل الدقة، والتكلفة، ومتطلبات التركيب، واحتياجات المعايرة، والصيانة عند اختيار جهاز استشعار التربة لحالة استخدام معينة.

(ج) أهمية جهاز الاستشعار عن طريق التربة:

وتؤدي أجهزة استشعار رطوبة التربة دوراً حاسماً في مختلف الميادين نظراً لأهميتها في فهم وإدارة مستويات رطوبة التربة، وهنا بعض الأسباب التي تجعل أجهزة استشعار رطوبة التربة مهمة:

1 - الإدارة الكفؤة للري: توفر أجهزة استشعار رطوبة التربة بيانات آنية عن محتوى رطوبة التربة، مما يمكِّن المزارعين ومديري الري من الاستخدام الأمثل للمياه، ويمكنهم، بمعرفة مستويات الرطوبة الفعلية في التربة، أن يحددوا جدولا زمنيا دقيقا للري، ومنع الإفراط في المياه أو المياه تحت الماء، مما يساعد على حفظ موارد المياه، وخفض تكاليف المياه، وتعزيز الممارسات الزراعية المستدامة.

2- تحسين نوعية المحاصيل: إن الحفاظ على المستويات المثلى لرطوبة التربة أمر أساسي لنمو النباتات وإنتاجيتها، وتساعد أجهزة استشعار رطوبة التربة على ضمان حصول المحاصيل على الكمية المناسبة من المياه في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى تحسين غلة المحاصيل ونوعيتها ومرونتها في مواجهة الضغوط البيئية مثل الجفاف.

3- حفظ المياه: باستخدام أجهزة استشعار رطوبة التربة في تنفيذ ممارسات الري الدقيقة، لا يمكن استخدام المياه إلا متى وأين يمكن استخدامها'وهذا يقلل من إهدار المياه، ويقلل إلى أدنى حد من جريان المغذيات ونضها، ويسهم في الجهود الشاملة لحفظ المياه.

4- تقييم الأثر البيئي: أجهزة استشعار رطوبة التربة أدوات قيّمة لرصد وتقييم أثر استخدام الأراضي وتغير المناخ والظروف البيئية على مستويات رطوبة التربة، وهي توفر بيانات أساسية لدراسة ديناميات النظم الإيكولوجية، وتوافر المياه، واستجابة النباتات لظروف الرطوبة المتغيرة.

5- التخفيف من المخاطر: في المناطق المعرضة لتعرية التربة، أو الانهيالات الأرضية، أو الجفاف، يمكن لأجهزة استشعار رطوبة التربة أن توفر إنذاراً مبكراً بالمخاطر المحتملة، وبرصد محتوى رطوبة التربة، يمكن للسلطات أن تتخذ تدابير وقائية للتخفيف من أثر الظواهر الجوية القصوى والمخاطر المتصلة بالتربة.

6- البحث العلمي والنماذج: تستخدم بيانات رطوبة التربة التي تُجمع من أجهزة الاستشعار في البحوث العلمية، والنمذجة الهيدرولوجية، والدراسات الزراعية لفهم ديناميات التربة والمياه، ووضع نماذج تنبؤية، وتحسين استراتيجيات إدارة الموارد.

7- تخطيط الأراضي الحضرية وإدارة التربة: تُستخدم أجهزة استشعار رطوبة التربة في تجميل الأراضي الحضرية وإدارة المراعي للحفاظ على المروج والبساتين والحقول الرياضية الصحية مع حفظ المياه وخفض تكاليف الصيانة.

8- الامتثال للأنظمة والمعايير: في بعض المناطق، قد يكون استخدام أجهزة استشعار رطوبة التربة في إدارة الري شرطاً تنظيمياً لتعزيز الممارسات الفعالة في استخدام المياه والاستدامة البيئية.

وعلى وجه الإجمال، فإن أجهزة استشعار رطوبة التربة ضرورية لتعزيز كفاءة استخدام المياه، واستدامة الإنتاجية الزراعية، ودعم الإشراف البيئي. ويسهم استخدامها على نطاق واسع في زيادة استنارة اتخاذ القرارات، وحفظ الموارد، وتحسين ممارسات إدارة الأراضي.

أجهزة استشعار الزراعة

(أ) الزراعة - المراقبة - البيانات - NBTERP0 - 2024.pdf