ما هي الحساسات المستخدمة في الزراعة؟

في الزراعة، تُستخدم أجهزة استشعار مختلفة لرصد وجمع البيانات حول العوامل البيئية المختلفة التي يمكن أن تؤثر على نمو المحاصيل وإنتاجيتها. فيما يلي بعض أجهزة الاستشعار شائعة الاستخدام في الزراعة:

1. أجهزة استشعار رطوبة التربة: 

تقوم هذه المستشعرات بقياس محتوى الرطوبة في التربة. وهي توفر معلومات عن مدى توفر مياه التربة، مما يساعد المزارعين على تحديد متى وكم يجب عليهم ري محاصيلهم.

2. مجسات درجة الحرارة: 

تقوم أجهزة استشعار درجة الحرارة بقياس درجة حرارة الهواء ودرجة حرارة التربة ودرجة حرارة المظلة. تساعد مراقبة درجة الحرارة المزارعين على فهم مراحل نمو النبات وتحسين أوقات الزراعة واكتشاف حالات الإجهاد أو المرض.

3. أجهزة استشعار رطوبة الهواء: 

تقوم أجهزة استشعار الرطوبة بقياس كمية الرطوبة في الهواء. فهي تساعد المزارعين على إدارة الري والوقاية من الأمراض الناجمة عن الرطوبة العالية أو مستويات الرطوبة الزائدة.

4. مجسات الضوء: 

تقوم أجهزة استشعار الضوء، مثل الثنائيات الضوئية أو الخلايا الكهروضوئية، بقياس شدة الضوء ومدته. أنها توفر معلومات عن الإشعاع الشمسي، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين عملية التمثيل الضوئي وتحديد المواقع المناسبة للمحاصيل المختلفة.

5. مستشعر الإشعاع النشط الضوئي:

مستشعر الإشعاع النشط الضوئي (مستشعر PAR)  يُعرف أيضًا باسم عدد الكم الضوئي، ويستخدم بشكل أساسي لقياس الإشعاع الفعال للتمثيل الضوئي للضوء الطبيعي في نطاق الطول الموجي من 400 إلى 700 نانومتر، وهو سهل الاستخدام، ويمكن توصيله مباشرة بمقاييس الفولتميتر الرقمية أو جامعي البيانات ويمكن استخدامه في جميع الظروف الجوية. مستشعر الإشعاع النشط الضوئي (مستشعر PAR)  يستخدم على نطاق واسع في دراسة الأرصاد الجوية الزراعية ونمو المحاصيل.

6. مجسات المغذيات:

 تقوم أجهزة استشعار المغذيات بقياس تركيز العناصر الغذائية، مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، في التربة أو الأنسجة النباتية. فهي تساعد في إدارة العناصر الغذائية، وضمان الإخصاب الأمثل، وتجنب أوجه القصور أو التجاوزات.

7. محطات الطقس: 

تجمع محطات الطقس بين أجهزة استشعار متعددة لمراقبة معلمات الطقس مثل سرعة الرياح واتجاهها وهطول الأمطار والضغط الجوي. تساعد هذه البيانات المزارعين على اتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق بمكافحة الآفات وجدولة الري والإدارة الشاملة للمحاصيل.

8. أجهزة استشعار صحة المحاصيل:

 تستخدم هذه المستشعرات تقنيات مختلفة مثل التصوير الطيفي أو الفلورسنت لتقييم صحة المحاصيل واكتشاف الأمراض أو الآفات أو نقص المغذيات. فهي توفر علامات إنذار مبكر، مما يتيح التدخل في الوقت المناسب والحد من خسائر المحاصيل.

9. أجهزة الاستشعار pH: 

تقوم أجهزة استشعار pH بقياس حموضة أو قلوية التربة. فهي تساعد المزارعين على تقييم جودة التربة، واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن متطلبات تعديل التربة، وتحسين توافر المغذيات للنباتات.

10. أجهزة استشعار كشف الحشائش: 

تستخدم هذه المستشعرات تقنيات مثل التصوير البصري أو خوارزميات التعلم الآلي لتحديد وتمييز الأعشاب الضارة عن المحاصيل. فهي تساعد في إدارة الحشائش بدقة، وتقليل استخدام مبيدات الأعشاب، وتقليل تلف المحاصيل.

تعمل أجهزة الاستشعار هذه، عند دمجها مع تحليل البيانات وأدوات صنع القرار، على تمكين المزارعين من اتخاذ قرارات دقيقة تعتمد على البيانات، مما يؤدي إلى تحسين غلات المحاصيل، وكفاءة الموارد، والاستدامة في الزراعة.

دور وقيمة أجهزة الاستشعار المستخدمة في الزراعة

إن استخدام أجهزة الاستشعار في الزراعة له تأثيرات وقيم متنوعة، أهمها ما يلي:

تحسين إنتاج وجودة المحاصيل الزراعية: يمكن لجهاز الاستشعار مراقبة العوامل البيئية مثل رطوبة التربة ودرجة الحرارة والضوء والتغذية وغيرها من العوامل البيئية، وتوفير بيانات زراعية دقيقة للمزارعين، وتمكينهم من إدارة المحاصيل بشكل أفضل، وتحسين التسميد والري وأدوية الرش، وإنتاج وجودة المحاصيل.

مساعدة المزارعين على التنبؤ بالخسائر وتقليلها: من خلال مراقبة التغيرات في الطقس مثل درجة الحرارة ورطوبة الهواء وهطول الأمطار، يمكن للمزارعين التنبؤ بشكل أفضل بنمو وتطور المحاصيل، واتخاذ التدابير اللازمة لمنع أو تقليل فقدان المحاصيل على المحاصيل في الوقت المناسب.

تعزيز توفير الموارد: يستطيع المستشعر مراقبة محتوى رطوبة التربة والطلب على المحاصيل، مما يمكّن المزارعين من التحكم بشكل أفضل في الري، وتجنب الري المفرط، وتوفير موارد المياه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لجهاز الاستشعار أيضًا مراقبة محتوى العناصر الغذائية في التربة، مما يمكّن المزارعين من التحكم بشكل أفضل في كمية الأسمدة وتجنب إهدار الأسمدة الكيماوية.

تعزيز الإدارة المحسنة: يمكن لجهاز الاستشعار مراقبة العوامل البيئية المختلفة للأراضي الزراعية، حتى يتمكن المزارعون من تحديد المشكلات والسيطرة عليها بشكل أفضل مثل الآفات والأمراض، وتحقيق إدارة محسنة.

تحسين الاستدامة الزراعية: يمكن لجهاز الاستشعار مراقبة البيانات في العديد من الجوانب مثل التربة والطقس ونمو المحاصيل وغيرها، وتوفير المعلومات ذات الصلة للمزارعين لمساعدتهم على اتخاذ قرارات أفضل، وبالتالي تحسين استدامة الزراعة، وتقليل التأثير على البيئة.

باختصار، من خلال استخدام أجهزة الاستشعار، يمكن للمزارعين فهم البيئة الزراعية والتحكم فيها بشكل أفضل، وتحقيق الإدارة المحسنة، وتحسين إنتاجية المحاصيل وجودتها، وتقليل الخسائر، وتوفير الموارد، وتعزيز التنمية الزراعية المستدامة.