Slimme bodemvochtsensoren:verhoging van de efficiëntie van landbouwbedrijven en gewasopbrengsten

Planten halen water en de meeste voedingsstoffen uit de grond. Deze bodemvoedingsstoffen worden door de wortels van planten opgenomen en via een vasculair weefsel genaamd “Xylem” overgebracht naar de bladeren waar fotosynthese plaatsvindt. De bodem ondersteunt dus de hele voedselcyclus door te fungeren als een eerste platform voor voedselproductie, niet alleen voor planten maar ook voor andere levende wezens.

Landbouwers en boeren weten hoe belangrijk het is om een optimaal voedings- en vochtniveau van de bodem te behouden om de groei van gewassen te vergemakkelijken. Het gebruik van kunstmest en mest verbetert de kwaliteit van de bodem en een robuust irrigatiesysteem vergemakkelijkt de controle van het watergehalte daarin.

Vooruitgang in het Internet of Things en sensortechnologie heeft aanleiding gegeven tot verschillende bodemvochtdetectiesystemen. Door deze apparaten te gebruiken kan een boer de kwaliteit van zijn bodem monitoren en beheren en een gewas kiezen dat geschikt is om op zijn akkers te verbouwen. Er zijn verschillende mechanismen die deze sensoren gebruiken om het grondwatergehalte te bepalen. Het is daarom belangrijk om bekend te zijn met verschillende terminologieën met betrekking tot bodemvocht.

Enkele trefwoorden die verband houden met bodemvocht:

Hieronder volgen enkele terminologieën die verband houden met het meten van bodemvocht:

• • Bodemwatergehalte:Ook wel het bodemvochtniveau genoemd, het is de hoeveelheid water die op een bepaald moment in een bekende hoeveelheid grond aanwezig is. Het wordt over het algemeen uitgedrukt als inches water per voet grond OF als het percentage water per gewicht of volume grond.
• • Verzadiging:Verzadiging verwijst naar het grondwatergehalte wanneer alle poriën van de bodem gevuld zijn met water. Het is een tijdelijke toestand, omdat overtollig water onder invloed van de zwaartekracht uit de bodem wegvloeit.
• • Veldcapaciteit:Het verwijst naar het grondwatergehalte nadat de zwaartekracht de overtollige hoeveelheid water uit de poriën heeft verwijderd. Met andere woorden:het is de hoeveelheid water die de bodem kan vasthouden.
• • Bodemvochtspanning:Ook wel het bodemmatrische potentieel genoemd, het is de kracht waarmee water zich aan de bodem hecht. Het wordt doorgaans uitgedrukt in maten.
• • Permanent verwelkingspunt (PWP):PWP verwijst naar de minimale hoeveelheid water in de grond die een plant nodig heeft om niet te verwelken. Als het grondwatergehalte lager is dan de PWP, kan de plant zijn turgiditeit niet terugkrijgen.
• • Beschikbare watercapaciteit:Dit is de hoeveelheid water die aanwezig is voor de plantengroei tussen PWP en de veldcapaciteit van de bodem. Het wordt ook Plant Beschikbaar Water (PAW) genoemd en wordt gemeten als centimeters beschikbaar water per voet grond.

Deze terminologieën worden over het algemeen gebruikt bij het bepalen van het vochtgehalte van de bodem. Verschillende bodemvochtdetectoren gebruiken deze terminologieën om de hoeveelheid vocht die daarin aanwezig is aan te geven. De werking van de bodemvochtsensor hangt in het algemeen af van de mechanismen die door de sensoren worden gebruikt.

Verschillende soorten bodemvochtsensoren:

1) Reflectometers:

Bodemvochtsensoren met behulp van reflectometrie bepalen het watergehalte door de verandering in een specifieke parameter te meten zodra deze door de bodem wordt gereflecteerd. In een reflectometer zijn er doorgaans twee of drie metalen staven die diep in de grond zijn gestoken. Door deze staven wordt een golf met een bekende parameter geleid. De sensor vangt de gereflecteerde golf op en de hoeveelheid vocht in de bodem wordt bepaald op basis van de veranderingen in de parameters.

Op basis van de parameters die door de reflectometer worden gebruikt, worden ze in drie verschillende typen ingedeeld:

• • Time Domain Reflectometer (TDR):parameters zijn snelheid en sterkte van de elektromagnetische golf
• • Frequency Domain Reflectometer (FDR):parameter is de frequentie van de golf
• • Amplitude Domain Reflectometer (ADR):parameters zijn de diëlektrische constante en de elektrische geleidbaarheid van een impedantiesignaal.

2) Tijddomeinverzending (TDT):

Een tijddomeintransmissometer is vergelijkbaar met een TDR, maar bestaat uit een volledige lus waarbij beide uiteinden zijn verbonden met een elektrische bron. TDT meet de tijd die de puls nodig heeft om zich door de volledige lus te verspreiden zodra deze diep in de grond is begraven. De tijd die de puls nodig heeft om zich te verspreiden zal langer zijn voor vochtige grond dan voor droge grond. Door rekening te houden met de tijd die de puls in beslag neemt, wordt de hoeveelheid vocht in de bodem geschat.

3) Spanningsmeters:

Een tensiometer maakt gebruik van de bodemvochtspanning om het vochtgehalte in de bodem te bepalen. Het bestaat uit een glazen buis die gevuld is met water. Het uiteinde van de buis is voorzien van een poreuze punt die diep in de grond wordt gestoken. De grond onttrekt het water uit de buis als gevolg van bodemvochtspanning zodra het vocht afneemt. Hierdoor ontstaat er een vacuüm in de buis dat de verandering in het grondwatergehalte weerspiegelt.

4) Granulaire matrixsensoren:

Deze sensor meet de elektrische weerstand om het vochtgehalte in de bodem te bepalen. Het bestaat uit elektroden die zijn ingesloten in een korrelige matrix van kwarts. Dit apparaat is opgesloten in een gipsoplossing gevuld in een metalen behuizing. Er wordt een kleine elektrische lading door de elektroden geleid en de elektrische weerstand er doorheen wordt gemeten. Wanneer het vocht in de bodem afneemt, zal het water uit de sensor door de bodem worden onttrokken en zal de weerstand dus toenemen. Deze verandering in het weerstandsniveau wordt vervolgens gebruikt om het grondwatergehalte te schatten.

Neem nu contact met ons op en maak contact met onze interne IoT-expert!

Neem contact op

Een IoT-aangedreven bodemvochtbeheersysteem:

Bodemvocht is een belangrijk kenmerk dat de groei van planten vergemakkelijkt. Het fungeert als oplosmiddel voor verschillende voedingsstoffen die in de bodem aanwezig zijn en fungeert zelf als een primair ingrediënt voor fotosynthese. Het reguleert de bodemtemperatuur waardoor de bloei van nieuwe planten verder wordt verzekerd.

Het meten van het grondwatergehalte is daarom belangrijk om de gewasopbrengst te maximaliseren en de kwaliteit ervan te waarborgen. Er zijn bodemvochtsensoren ontstaan die werken aan verschillende mechanismen die boeren helpen om op de hoogte te blijven van de kwaliteit van de bodem van hun boerderij.

IoT-aangedreven bodemvochtdetectiesysteem is een van de vele toepassingen van IoT in de landbouw. De gegevens die via vochtsensoren worden verzameld, worden via een gateway verzonden naar een gecentraliseerd platform dat fungeert als commandocentrum voor een boer. Door de gegevens op dit platform te gebruiken, kan hij verschillende landbouwactiviteiten op afstand monitoren en beheren en de kwaliteit en gezondheid van zijn gewassen garanderen.

Gebruikte hardware:-

Prijs:$ 70

Intellia INT G01- Bodemvochtsensor

Intellia INT G01- Bodemvochtsensor (zender) is een zeer nauwkeurig, zeer gevoelig meetinstrument voor bodemvocht. Dit product is een metalen omhulsel, hoge druksterkte, goede afdichtingsprestaties; het gebruik van het elektromagnetische pulsprincipe om de schijnbare diëlektrische constante van de bodem te meten.

Snelle specificaties

Modelnr. INT G01 Bewakingsprincipe FDR Structuur 4-pins Uitgangssignaal 4-20mA Voeding DC12-24V Responstijd <1s