Sensor tanah membantu petani menilai kondisi pertumbuhan seperti ketersediaan air dan nutrisi, pH tanah, suhu, dan topografi.

Tomat (Solanum lycopersicum L.) adalah salah satu tanaman bernilai tinggi di pasar dunia dan sebagian besar ditanam dengan irigasi. Produksi tomat sering terhambat oleh kondisi yang tidak menguntungkan seperti iklim, tanah, dan sumber daya air. Teknologi sensor telah dikembangkan dan dipasang di seluruh dunia untuk membantu petani menilai kondisi pertumbuhan seperti ketersediaan air dan nutrisi, pH tanah, suhu, dan topografi.
Faktor-faktor yang terkait dengan produktivitas tomat yang rendah. Permintaan tomat tinggi baik di pasar konsumsi segar maupun di pasar produksi industri (pengolahan). Hasil panen tomat yang rendah diamati di banyak sektor pertanian, seperti di Indonesia, yang sebagian besar masih menganut sistem pertanian tradisional. Pengenalan teknologi seperti aplikasi dan sensor berbasis Internet of Things (IoT) telah secara signifikan meningkatkan hasil panen berbagai tanaman, termasuk tomat.
Kurangnya penggunaan sensor heterogen dan modern karena informasi yang tidak memadai juga menyebabkan hasil panen yang rendah di bidang pertanian. Pengelolaan air yang bijaksana memainkan peran penting dalam menghindari gagal panen, terutama di perkebunan tomat.
Kelembapan tanah merupakan faktor lain yang menentukan hasil panen tomat karena sangat penting untuk transfer nutrisi dan senyawa lain dari tanah ke tanaman. Menjaga suhu tanaman juga penting karena memengaruhi kematangan daun dan buah.
Kelembapan tanah optimal untuk tanaman tomat adalah antara 60% dan 80%. Suhu ideal untuk produksi tomat maksimal adalah antara 24 hingga 28 derajat Celcius. Di atas kisaran suhu ini, pertumbuhan tanaman serta perkembangan bunga dan buah tidak optimal. Jika kondisi tanah dan suhu berfluktuasi secara drastis, pertumbuhan tanaman akan lambat dan terhambat, serta tomat akan matang tidak merata.
Sensor yang digunakan dalam budidaya tomat. Beberapa teknologi telah dikembangkan untuk pengelolaan sumber daya air yang presisi, terutama berdasarkan teknik penginderaan jarak dekat dan jarak jauh. Untuk menentukan kandungan air dalam tanaman, digunakan sensor yang menilai keadaan fisiologis tanaman dan lingkungannya. Misalnya, sensor berbasis radiasi terahertz yang dikombinasikan dengan pengukuran kelembaban dapat menentukan jumlah tekanan pada daun.
Sensor yang digunakan untuk menentukan kadar air dalam tanaman didasarkan pada berbagai instrumen dan teknologi, termasuk spektroskopi impedansi listrik, spektroskopi inframerah dekat (NIR), teknologi ultrasonik, dan teknologi penjepit daun. Sensor kelembaban tanah dan sensor konduktivitas digunakan untuk menentukan struktur tanah, salinitas, dan konduktivitas.
Sensor kelembaban dan suhu tanah, serta sistem penyiraman otomatis. Untuk mendapatkan hasil panen yang optimal, tomat membutuhkan sistem penyiraman yang tepat. Kelangkaan air yang semakin meningkat mengancam produksi pertanian dan ketahanan pangan. Penggunaan sensor yang efisien dapat memastikan penggunaan sumber daya air yang optimal dan memaksimalkan hasil panen.
Sensor kelembaban tanah memperkirakan kelembaban tanah. Sensor kelembaban tanah yang baru dikembangkan mencakup dua pelat konduktif. Ketika pelat-pelat ini terpapar media konduktif (seperti air), elektron dari anoda akan berpindah ke katoda. Pergerakan elektron ini akan menciptakan arus listrik, yang dapat dideteksi menggunakan voltmeter. Sensor ini mendeteksi keberadaan air di dalam tanah.
Dalam beberapa kasus, sensor tanah dikombinasikan dengan termistor yang dapat mengukur suhu dan kelembapan. Data dari sensor ini diproses dan menghasilkan keluaran dua arah satu baris yang dikirim ke sistem pembilasan otomatis. Ketika data suhu dan kelembapan mencapai ambang batas tertentu, sakelar pompa air akan secara otomatis menyala atau mati.
Bioristor adalah sensor bioelektronik. Bioelektronik digunakan untuk mengontrol proses fisiologis tanaman dan karakteristik morfologisnya. Baru-baru ini, sensor in vivo berbasis transistor elektrokimia organik (OECT), yang biasa disebut bioresistor, telah dikembangkan. Sensor ini digunakan dalam budidaya tomat untuk menilai perubahan komposisi getah tanaman yang mengalir di xilem dan floem tanaman tomat yang sedang tumbuh. Sensor ini bekerja secara real-time di dalam tubuh tanpa mengganggu fungsi tanaman.
Karena bioresistor dapat ditanamkan langsung ke batang tanaman, hal ini memungkinkan pengamatan in vivo terhadap mekanisme fisiologis yang terkait dengan pergerakan ion pada tanaman dalam kondisi stres seperti kekeringan, salinitas, tekanan uap yang tidak mencukupi, dan kelembaban relatif yang tinggi. Biostor juga digunakan untuk deteksi patogen dan pengendalian hama. Sensor ini juga digunakan untuk memantau status air pada tanaman.