Hướng dẫn lựa chọn thiết bị giám sát độ ẩm đất tự động để tưới tiêu và ứng phó với hạn hán

Thiết bị theo dõi độ ẩm đất tự động được sử dụng để hiểu những gì đang xảy ra trong vùng rễ mà không cần đợi sự căng thẳng của cây trồng có thể nhìn thấy được. Nó còn được gọi là trạm độ ẩm đất hoặc hệ thống giám sát tình trạng đất. Đối với các dự án nông nghiệp, ứng phó hạn hán và thủy lợi, hệ thống cung cấp dữ liệu cơ bản cần thiết để quyết định khi nào cần nước và mức độ thâm hụt nghiêm trọng.

Hệ thống giám sát đất NiuBoL có thể kết hợp nhiệt độ đất, độ ẩm đất,pH đất và dữ liệu dẫn điện của đất với năng lượng mặt trời, truyền thông không dây và quản lý nền tảng. Mục tiêu kỹ thuật rất đơn giản: giữ dữ liệu đất lâu dài, liên tục để lập kế hoạch tưới tiêu, điều phối hạn hán và quản lý đồng ruộng. (pH)

Bối cảnh dự án và nhu cầu hiện trường

Độ ẩm của đất là một trong những điều kiện nông nghiệp quan trọng nhất, nhưng nó thường được đánh giá bằng bề mặt bề mặt hoặc kinh nghiệm. Điều đó có thể gây hiểu lầm. Cánh đồng có thể trông khô trên bề mặt trong khi vùng rễ vẫn có đủ nước, hoặc bề mặt có thể ẩm sau mưa nhẹ trong khi các lớp sâu hơn vẫn khô.

Giám sát tự động hỗ trợ giảm hạn vì nó cung cấp cho các nhà quản lý bằng chứng liên tục về tình trạng thiếu nước trong đất. Nó cũng hỗ trợ tưới vì nó giúp tránh tưới quá mức và tưới quá mức. Đối với các dự án của chính phủ, hợp tác xã và trang trại lớn, hồ sơ độ ẩm đất lịch sử có thể trở thành cơ sở cho các quyết định và báo cáo.

Vị trí hệ thống và cấu hình cảm biến

Trạm quan trắc độ ẩm đất thường bao gồm cảm biến đất chôn lấp, bộ thu thập dữ liệu, nguồn điện mặt trời, mô-đun giao tiếp, cột hoặc tủ gắn và nền tảng đám mây. Cảm biến có thể được đặt ở các độ sâu khác nhau để tạo hồ sơ độ ẩm của đất. Điều này rất hữu ích cho cây trồng có rễ sâu hơn và để đánh giá hạn hán.

Nhiệt độ đất giúp giải thích hoạt động của rễ và sự thay đổi theo mùa.pH đất giúp đánh giá độ chua và sự phù hợp của cây trồng.EC đất giúp đánh giá độ mặn hoặc thay đổi độ dẫn điện liên quan đến chất dinh dưỡng. Độ ẩm, nhiệt độ,pH và EC kết hợp với nhau cho một bức tranh tình trạng đất hoàn chỉnh hơn so với độ ẩm đơn thuần. (pH EC pH EC)

Khả năng tương thích giao tiếp và giao thức

RS485 và Modbus RTUthích hợp để giám sát đất vì một số đầu dò có thể cần kết nối với một bộ thu. Dự án nên xác định độ sâu cảm biến, tuyến cáp, cài đặt địa chỉ và trường nền tảng trước khi lắp đặt. Năng lượng mặt trời rất hữu ích cho đất nông nghiệp không được giám sát, nhưng pin và bảng điều khiển phải phù hợp với khoảng thời gian báo cáo và nhu cầu điện năng liên lạc. (RTU)

Đối với các khu vực rộng lớn, hệ thống có thể sử dụng nhiều trạm quan trắc đất. Mỗi trạm phải có tên, tọa độ và nhãn độ sâu rõ ràng trong sân ga. Nếu không có siêu dữ liệu này, dữ liệu lịch sử rất khó giải thích sau khi mùa vụ thay đổi.

Các thông số kỹ thuật

Kịch bản ứng dụng và giá trị kỹ thuật

Cứu trợ và điều phối hạn hán

Thử thách trang web: Ứng phó với hạn hán trong khu vực cần bằng chứng về độ ẩm đất liên tục thay vì kiểm tra thủ công lẻ tẻ.

Sơ đồ tích hợp hệ thống: Lắp đặt các trạm độ ẩm đất chạy bằng năng lượng mặt trời và truyền dữ liệu đến nền tảng quản lý.

Giá trị người dùng: Các nhà quản lý có thể so sánh thâm hụt theo khu vực và lập kế hoạch phân bổ nước một cách khoa học hơn.

Đất nông nghiệp được tưới tiêu

Thử thách trang web: Thời gian tưới thường dựa trên thói quen hoặc các triệu chứng cây trồng có thể nhìn thấy được.

Sơ đồ tích hợp hệ thống: Lắp đặt cảm biến độ ẩm đất vùng rễ và liên kết dữ liệu với lịch tưới.

Giá trị người dùng: Trang trại có thể tưới tiêu trước khi căng thẳng trở nên rõ ràng và dừng lại trước khi lãng phí nước.

Giám sát đất hoặc chất nền nhà kính

Thử thách trang web: Trồng trọt được bảo vệ có thể che giấu căng thẳng vùng rễ vì khí hậu không khí được kiểm soát.

Sơ đồ tích hợp hệ thống: Sử dụng giám sát độ ẩm, nhiệt độ,EC và pH của đất trong luống hoặc chậu đại diện. (EC pH)

Giá trị người dùng: Người vận hành có thể điều chỉnh tưới tiêu và bón phân với dữ liệu rõ ràng hơn.

Lĩnh vực nghiên cứu và trình diễn

Thử thách trang web: Các dự án nông học cần dữ liệu có thể so sánh giữa các ô và mùa.

Sơ đồ tích hợp hệ thống: Sử dụng cảm biến đa độ sâu với hồ sơ cài đặt nhất quán và dữ liệu có thể xuất.

Giá trị người dùng: Các nhà nghiên cứu có được hồ sơ tình trạng đất đáng tin cậy để phân tích.

Hướng dẫn lựa chọn

• Chọn độ sâu cảm biến theo độ sâu rễ cây trồng, không phải số lắp đặt chung.

• Sử dụng giám sát đa chiều khi hồ sơ hạn hán hoặc cây trồng rễ sâu quan trọng.

• Thêm pH và EC khi hóa học của đất ảnh hưởng đến quyết định quản lý. (pH EC)

• Xác nhận xem trang web có cần năng lượng mặt trời hay không và tải lên4Ghoặc thu thập RS485 địa phương. (4G)

• Bảo vệ cáp khỏi các loài gặm nhấm, máy móc và tích tụ nước.

• Ghi lại độ sâu lắp đặt, loại đất và tọa độ trong quá trình vận hành.

Ghi chú cài đặt và giải thích dữ liệu

Đầu dò đất phải tiếp xúc tốt với đất. Khe hở không khí xung quanh đầu dò có thể làm cho kết quả đọc không ổn định. Việc lắp đặt nên tránh đá, rễ và lấp đầy bị xáo trộn nếu có thể. Sau khi cài đặt, khoảng thời gian dữ liệu đầu tiên nên được xem xét trước khi sử dụng các giá trị để điều khiển tự động.

Giá trị độ ẩm của đất nên được giải thích theo loại đất. Đất cát, đất thịt và đất sét có hành vi giữ nước khác nhau. Một dự án hữu ích sẽ thiết lập ngưỡng tưới sau khi quan sát phản ứng của đất và cây trồng địa phương thay vì sao chép ngưỡng từ một trang trại khác.

Cách quyết định độ sâu và số lượng cảm biến

Độ sâu cảm biến phải tuân theo sự phân bố rễ cây trồng. Các loại rau nông có thể cần được theo dõi ở vùng rễ trên, trong khi vườn cây ăn quả và cây trồng trên đồng ruộng có thể cần hồ sơ sâu hơn. Nếu dự án chủ yếu là cảnh báo hạn hán, thì việc giám sát nhiều độ sâu sẽ hữu ích hơn so với một đầu dò nông đơn lẻ vì ứng suất hạn hán phát triển thông qua hồ sơ.

Số lượng trạm nên tuân theo loại đất, khối cây trồng và khu thủy lợi. Một trạm trong đất đồng nhất có thể hữu ích, nhưng một trạm không thể đại diện cho một số loại đất hoặc sườn dốc khác nhau. Người mua nên xác định các khối đại diện trước, sau đó quyết định xem mỗi khối cần cảm biến hay trạm.

Danh sách kiểm tra đánh giá dữ liệu giám sát đất

• Độ sâu lắp đặt được ghi lại cho mỗi đầu dò.

• Loại đất được ghi lại gần mỗi điểm quan trắc.

• Giá trị độ ẩm được xem xét sau mưa và các sự kiện tưới tiêu.

• Dữ liệu pH và EC được giải thích với các yêu cầu về cây trồng, không phải là những con số riêng lẻ. (pH EC)

• Năng lượng mặt trời và trạng thái liên lạc có thể nhìn thấy trong nền tảng.

• Hồ sơ bảo trì cho thấy kiểm tra đầu dò và tình trạng cáp.

Những sai lầm thường gặp khi giám sát đất

• Lắp đặt đầu dò trong đất lấp đầy tơi xốp và coi các giá trị như điều kiện hiện trường.

• Sử dụng một ngưỡng cho mọi kết cấu đất và giai đoạn trồng trọt.

• Mua cảm biến pH và EC mà không có kế hoạch về những giá trị đó sẽ ảnh hưởng đến quản lý như thế nào. (pH EC)

• Bỏ qua việc bảo vệ cáp trong các cánh đồng có máy móc hoặc động vật gặm nhấm.

Sử dụng dữ liệu đất cho các quyết định về hạn hán và tưới tiêu

Dữ liệu độ ẩm của đất nên được xem xét như một xu hướng, không chỉ là một con số. Xu hướng giảm sau vài ngày khô hạn cho thấy thâm hụt đang phát triển. Sự gia tăng nhanh chóng sau khi tưới sau đó là sự suy giảm nhanh chóng có thể cho thấy ẩm ướt nông hoặc giữ nước kém. Cảm biến sâu vẫn khô sau khi tưới bề mặt có thể cho thấy nước chưa đến vùng rễ hiệu quả.

Để quản lý hạn hán, báo cáo hữu ích nhất là so sánh các trạm, độ sâu và khối cây trồng. Sau đó, các nhà quản lý có thể quyết định khu vực nào cần nước trước. Đối với các dự án thủy lợi, báo cáo hữu ích nhất so sánh thời gian tưới với thu hồi độ ẩm. Điều này biến đài thành một công cụ quyết định hơn là một màn hình hiển thị.

Thông tin cần cung cấp trước khi báo giá

Đối với yêu cầu giám sát độ ẩm của đất, người mua nên cung cấp loại cây trồng, loại đất, độ sâu giám sát, số lượng trạm, tình trạng công suất, điều kiện giao tiếp và liệu dữ liệu pH hay EC là cần thiết. Nếu dự án là để cứu trợ hạn hán, nhà cung cấp cũng nên biết khu vực quản lý và liệu dữ liệu trạm có phải được hiển thị trên bản đồ hay không. (pH EC)

Ví dụ về cấu hình đa chiều sâu

Một đầu dò nông duy nhất có thể biết liệu lớp đất phía trên có ẩm ướt hay không, nhưng nó không thể biết liệu việc tưới đã đến rễ sâu hơn hay chưa. Hồ sơ đa độ sâu giúp tách biệt ba tình huống: làm ướt bề mặt sau mưa nhẹ, bổ sung vùng rễ hiệu quả sau khi tưới và hạn hán sâu hơn vẫn còn sau khi tưới ngắn. Đây là lý do tại sao nhiều dự án hạn hán và thủy lợi nên xem xét ít nhất hai độ sâu trong các lô đại diện.

Đối với người mua, hồ sơ không cần phải phức tạp. Phần quan trọng là làm cho mỗi độ sâu có ý nghĩa đối với cây trồng. Một luống rau nông và một khối vườn cây ăn quả không nên sử dụng cùng một kế hoạch lắp đặt. Nhà cung cấp nên được cho biết mục tiêu cây trồng và quản lý trước khi đề xuất độ sâu.

Câu hỏi thường gặp về quyết định dự án

Q1: Thiết bị theo dõi độ ẩm đất tự động là gì?

Trả lời: Đây là một hệ thống hiện trường sử dụng cảm biến đất, bộ thu, cung cấp điện và mô-đun giao tiếp để liên tục theo dõi nước đất và các thông số liên quan.

Q2: Những thông số nào nên được theo dõi?

A: Độ ẩm của đất là thông số cốt lõi. Nhiệt độ đất,pH và EC được thêm vào khi điều kiện vùng rễ và hóa học của đất là quan trọng. (pH EC)

Q3: Cảm biến có thể được lắp đặt ở các độ sâu khác nhau không?

A: Vâng. Lắp đặt nhiều chiều sâu rất hữu ích cho việc đánh giá hạn hán, cây trồng rễ sâu và phân tích chiến lược tưới tiêu. Nó giúp phân biệt làm ướt bề mặt với việc nạp lại vùng rễ thực sự.

Q4: Hệ thống có hỗ trợ RS485 Modbus không? (Modbus)

A: Nhiều cảm biến đất hỗ trợ RS485 Modbus RTU, điều này làm cho chúng phù hợp để kết nối với bộ thu gom và nền tảng.

Q5: Tại sao nên sử dụng năng lượng mặt trời?

Trả lời: Năng lượng mặt trời hỗ trợ đất nông nghiệp không có người giám sát, nơi không có điện lưới, nhưng kích thước bảng điều khiển và pin phải phù hợp với khoảng thời gian báo cáo.

Câu hỏi 6: Giám sát độ ẩm đất hỗ trợ ứng phó hạn hán như thế nào?

Đáp: Nó cung cấp dữ liệu thâm hụt nước trong đất liên tục, giúp các nhà quản lý quyết định nơi cần nước khẩn cấp nhất.

Q7: Hệ thống có thể điều khiển tưới tự động không?

Trả lời: Nó có thể cung cấp dữ liệu để điều khiển tưới tiêu khi được kết nối với bộ điều khiển tương thích, nhưng thiết kế thủy lực và điều khiển van cũng phải được lên kế hoạch.

Q8: Lỗi cài đặt nào cần tránh?

A: Tránh tiếp xúc đất lỏng lẻo xung quanh đầu dò và độ sâu lắp đặt không được ghi lại, vì cả hai đều làm giảm độ tin cậy của dữ liệu.

Q9: Những gì nên được bao gồm trong một báo giá?

A: Bao gồm cảm biến, bộ thu, nguồn điện, phương thức giao tiếp, phụ kiện lắp, truy cập nền tảng và hướng dẫn cài đặt.

Q10: Cần cung cấp những thông tin gì trước khi lựa chọn thiết bị quan trắc đất?

Trả lời: Người mua nên cung cấp loại cây trồng, loại đất, độ sâu cần thiết, số lượng trạm, điều kiện công suất, điều kiện giao tiếp và cần pH hay EC. Điều này ngăn nhà cung cấp chọn độ sâu hoặc cấu hình đầu dò không phù hợp với quyết định tại hiện trường. (pH EC)

Tóm tắt

Thiết bị giám sát độ ẩm đất tự động cung cấp cho các trang trại và nhà quản lý nông nghiệp một cái nhìn vùng rễ có thể đo lường được. Hệ thống hữu ích không chỉ là một đầu dò trong đất; Nó là một chuỗi hoàn chỉnh về độ sâu cảm biến, nguồn điện, giao tiếp, nền tảng và các quy tắc quyết định.NiuBoL giải pháp quan trắc đất có thể hỗ trợ tưới tiêu, ứng phó hạn hán và quản lý tình trạng đất lâu dài.

Bảng dữ liệu cảm biến độ ẩm đất nhiều lớp hình ốngNBL-S-TMSMS (NBL-S-TMSMS)

NBL-S-TMSMS-Tubular-Multi-depth-Soil-Moisture-Sensor-Instruction-Manual.pdf

NBL-S-TM-Soil-temperature-and-moisture-sensor-Instruction-Manual-4.0.pdf

NBL-S-THR-Soil-temperature-and-moisture-sensors-Instruction-Manual-V4.0.pdf