Sensor tanah merupakan salah satu solusi yang telah terbukti manfaatnya pada skala yang lebih kecil dan dapat menjadi sangat berharga untuk keperluan pertanian.
Apa itu Sensor Tanah?
Sensor melacak kondisi tanah, memungkinkan pengumpulan dan analisis data secara real-time. Sensor dapat melacak hampir semua karakteristik tanah, seperti DNA mikroorganisme penghuninya, untuk menggeser keseimbangan menuju mikrobioma tanah yang lebih sehat, peningkatan hasil panen, dan pengurangan penggunaan sumber daya.
Berbagai jenis sensor dalam pertanian menggunakan metode yang beragam, seperti sinyal listrik dan pengukuran pantulan gelombang cahaya, untuk memastikan karakteristik lapangan penting yang dapat mengubah operasi pertanian.
Jenis-jenis Sensor Tanah
Sensor tanah dapat mengukur karakteristik tanah seperti kadar air, suhu, pH, salinitas, kelembaban, radiasi fotosintesis, dan keseimbangan nutrisi.—terutama nitrogen, fosfor, dan kalium (NPK) yang penting.
Selain manfaat pengelolaan tanaman, seperti kualitas biji-bijian yang lebih baik dan berkurangnya pencucian nutrisi, sensor tanah dapat menginformasikan prakiraan seputar sumber daya air, stabilitas lahan, dan perubahan iklim.
Kasus penggunaan lainnya termasuk penjadwalan irigasi, penilaian daerah aliran sungai, profil ekologi mikroba, dan pencegahan penyakit tanaman.
Manfaat Menggunakan Sensor Tanah
Pelacakan status tanah memberikan banyak manfaat bagi petani dan pekebun, termasuk peningkatan hasil panen dan efisiensi sumber daya. IoT, layanan cloud, dan integrasi AI memungkinkan petani membuat keputusan berbasis data.
Sensor mengoptimalkan penggunaan pupuk, menjaga tanaman tetap sehat, memaksimalkan sumber daya, dan meminimalkan limpasan dan pelepasan gas yang merusak lingkungan. Pemantauan yang berkelanjutan juga mencegah masalah, seperti wabah patogen atau pemadatan tanah.
Pemantauan kondisi tanah menggunakan sensor tanah juga dapat mengoptimalkan penggunaan pupuk dan air.'Diperkirakan sekitar 30% pupuk nitrat yang digunakan di AS terhanyut dan mencemari sumber air. Bahkan sistem irigasi yang canggih pun dapat menyebabkan pemborosan air hingga 50%, dan pertanian bertanggung jawab atas 70% penggunaan air tawar global. Kemampuan untuk mengisi kembali kelembapan tanah secara efisien dan efektif dapat memberikan dampak yang besar.
Memasang dan Mengkalibrasi Sensor Tanah
Setiap sensor akan memiliki panduan pemasangannya sendiri, tetapi pemasangan biasanya memerlukan penggalian lubang atau parit di dalam barisan tanaman dan menempatkan sensor pada berbagai kedalaman, termasuk di dekat akar tanaman.
Untuk area yang luas, praktik terbaik mengharuskan penempatan di lokasi yang menunjukkan jenis lahan atau tanah yang akan dikelola, dekat dengan penghasil air, dan bersentuhan langsung dengan tanah (yaitu, tanpa kantong udara). Lokasi sensor juga harus ditandai atau diberi tanda lain di permukaan untuk menghindari kerusakan yang tidak disengaja.
Selain pemasangan yang tepat, kalibrasi sensor juga penting. Sensor tanah mencatat data kelembapan tanah sebagai Kadar Air Volumetrik (VWC), dan setiap jenis tanah memiliki VWC-nya sendiri. Sensor kelembapan tanah seringkali memiliki sensitivitas yang berbeda, dan mungkin perlu dikalibrasi secara individual.
Pemecahan Masalah
Kerusakan peralatan dapat terjadi karena masalah kelistrikan, gangguan dari satwa liar, atau kabel yang salah sambung. Kebocoran udara yang masuk ke dalam tensiometer akan membuatnya tidak dapat diandalkan. Memastikan kedalaman pemasangan dan metode kedap air yang tepat dapat membantu menghindari masalah di kemudian hari.
Teknik pemecahan masalah umum meliputi:
Memeriksa catu daya dan sirkuit
Membersihkan sensor tanpa menggunakan bahan kimia
Melakukan perawatan rutin untuk mengganti komponen yang rusak sesuai dengan anjuran pabrik pembuatnya'panduan perbaikan
Pemantauan Kesehatan Tanah
Sensor tanah menawarkan strategi yang lebih akurat dan efisien untuk penilaian kesehatan tanah. Penilaian tanah konvensional setara dengan biopsi, yang dapat memakan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan, tergantung pada karakteristik tanah.
Pengukuran sensor jauh lebih cepat, hanya membutuhkan waktu satu atau dua jam per 50 hektar. Sensor menampilkan semua yang diperlukan untuk pengelolaan tanaman yang efisien, termasuk kadar air, tegangan air, dan keberadaan bahan organik.—indikator yang bagus untuk kesehatan tanah secara keseluruhan—tanpa perlu mengambil sampel tanah secara fisik.
Integrasi dengan Sistem Manajemen Pertanian
Menurut laporan StartUS Insights, sensor tanah merupakan teknologi pemantauan tanah yang paling berdampak karena skalabilitas, efisiensi, dan kegunaannya. Menggabungkan sensor tanah dengan teknologi pertanian lain yang sedang berkembang, termasuk pemetaan tanah berbasis AI, pencitraan udara, robot pemantau tanah otomatis, pelacak emisi, analisis tanah berbasis augmented reality, nanoteknologi, dan integrasi blockchain, dapat mengoptimalkan pengelolaan pertanian.
Tantangan dan Solusi dalam Teknologi Sensor Tanah
Berdasarkan laporan Universitas Nebraska tahun 2020, hanya 12% pertanian di AS yang menggunakan sensor kelembapan tanah untuk menentukan jadwal irigasi. Sensor tanah telah menjadi lebih layak karena peningkatan signifikan dalam aksesibilitas, kemudahan penggunaan, serta kemampuan pemrosesan dan tampilan data, tetapi masih diperlukan lebih banyak kemajuan.
Sensor tanah harus lebih hemat biaya dan interoperabel agar dapat diadopsi secara global. Banyaknya jenis sensor yang ada mengakibatkan kurangnya standardisasi dan kompatibilitas.
Banyak teknologi yang ada saat ini bergantung pada sensor yang telah dipatenkan, sehingga menyulitkan kustomisasi. Kemajuan teknologi sensor, seperti yang dikembangkan oleh UC Berkeley, menyederhanakan proses onboarding untuk menyediakan pemantauan data langsung dan mendorong pengambilan keputusan yang gesit di berbagai bidang dan pasar.
Studi Kasus: Implementasi Sensor Tanah yang Sukses
Sensor Tanah Membantu Petani Menghemat Air dan Uang
Sebuah studi Universitas Clemson menemukan bahwa sensor kelembaban tanah dapat meningkatkan petani'pendapatan bersih rata-rata sebesar 20% dengan meningkatkan efisiensi irigasi di lahan uji yang menanam kacang tanah, kacang kedelai, atau kapas.
Lapangan Olahraga yang Lebih Berkelanjutan
Tempat-tempat olahraga juga mengadopsi sensor tanah. Stadion Wembley dan Citizens Bank Park (kandang Philadelphia Phillies) termasuk di antara tempat-tempat olahraga yang menggunakan sensor tanah untuk menjaga permukaan lapangan tetap subur sekaligus memaksimalkan penggunaan air dan energi, menurut produsen sensor tanah, Soil Scout.
Tren Masa Depan dalam Teknologi Sensor Tanah
Tren yang sedang berkembang meliputi nanoteknologi, dengan nanopartikel berbasis emas atau perak yang meningkatkan sensitivitas sensor untuk mendeteksi polutan tanah seperti logam berat.
Sensor yang dilapisi nano-senyawa dapat melacak karakteristik tanah dan kemudian melepaskan nutrisi, seperti oksigen, sebagai respons terhadap fluktuasi kualitas tanah. Sensor lain menghitung bioindikator, seperti jumlah cacing tanah, atau keanekaragaman mikroorganisme, melalui analisis DNA, untuk meningkatkan mikrobioma tanah.
Waktu posting: 09-Apr-2024