W obliczu podwójnych wyzwań, takich jak globalny niedobór wody i niska efektywność jej wykorzystania w rolnictwie, tradycyjne modele nawadniania oparte na doświadczeniu lub ustalonych sekwencjach nie są już zrównoważone. Sednem precyzyjnego nawadniania jest „podaż na żądanie”, a precyzyjna percepcja i efektywne przekazywanie „popytu” stały się kluczowym wąskim gardłem. Firma HONDE zintegrowała precyzyjne czujniki wilgotności gleby z energooszczędną technologią akwizycji i transmisji danych LoRaWAN, aby wprowadzić na rynek nową generację inteligentnych rozwiązań Internetu Rzeczy (IoT) do nawadniania. System ten, charakteryzujący się niespotykaną dotąd efektywnością ekonomiczną, niezawodnością i zasięgiem, przekształca decyzje dotyczące nawadniania z „zgadywania” w „oparte na danych” w oparciu o rzeczywiste warunki wodne na polach, zapewniając solidne podstawy techniczne dla cyfrowej transformacji rolnictwa nawadnianego.
I. Skład systemu: płynne połączenie między „biciem serca gleby” a „podejmowaniem decyzji w chmurze”
Warstwa percepcji: „Zwiadowca wody” głęboko w systemie korzeniowym
Wielopoziomowy czujnik wilgotności gleby HONDE: montowany w rdzeniowej warstwie korzeniowej roślin uprawnych (np. na głębokości 20 cm, 40 cm, 60 cm), precyzyjnie mierzy objętościową zawartość wody w glebie, temperaturę i przewodnictwo elektryczne (EC). Jego dane bezpośrednio odzwierciedlają „objętość wody pitnej” w uprawach i stężenie roztworu glebowego, stanowiąc podstawę do precyzyjnego sterowania nawadnianiem.
Strategiczny układ punktów: Na podstawie zróżnicowania tekstury gleby, ukształtowania terenu i map zasiewów na polu, stosuje się siatkowy lub reprezentatywny układ punktów, aby wiernie odzwierciedlić przestrzenny rozkład wody na całym polu.
Warstwa transportowa: ogromna „niewidzialna autostrada informacyjna”
Kolektor danych HONDE LoRa: Połączony z czujnikami glebowymi, odpowiada za zbieranie, przetwarzanie i bezprzewodową transmisję danych. Jego wyjątkowo niskie zużycie energii w połączeniu z małymi panelami słonecznymi umożliwia ciągłą pracę w terenie przez 3 do 5 lat bez konserwacji.
Brama LoRaWAN: Jako regionalny hub, odbiera dane przesyłane przez wszystkie kolektory w promieniu od 3 do 15 kilometrów i przesyła je do chmury za pośrednictwem 4G/Ethernet. Pojedyncza brama może z łatwością objąć zasięgiem tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy akrów gruntów rolnych, a koszt wdrożenia sieci jest wyjątkowo niski.
Warstwa podejmowania decyzji i realizacji: inteligentna zamknięta pętla od danych do działania
Silnik decyzyjny w zakresie nawadniania oparty na chmurze: Platforma automatycznie oblicza zapotrzebowanie na nawadnianie w oparciu o bieżące dane dotyczące wilgotności gleby, rodzaje upraw i fazy wzrostu oraz meteorologiczne zapotrzebowanie na parowanie (dane te można zintegrować) i generuje zalecenia dotyczące nawadniania.
Zróżnicowane interfejsy sterowania: Za pomocą protokołów API lub Internetu rzeczy możliwe jest elastyczne sterowanie różnymi urządzeniami nawadniającymi, takimi jak centralne zraszacze obrotowe, zawory elektromagnetyczne do nawadniania kropelkowego i stacje pompujące, co pozwala na uzyskanie precyzyjnej realizacji zadań pod względem czasu, ilości i stref.
II. Zalety techniczne: Dlaczego LoRaWAN + czujnik wilgotności gleby?
Bardzo duży zasięg i doskonałe pokrycie: technologia LoRa zapewnia znaczące korzyści komunikacyjne na otwartych terenach rolniczych, oferując dużą odległość transmisji pojedynczego przeskoku, co doskonale rozwiązuje problem zasięgu sygnału na dużych obszarach rolniczych bez konieczności stosowania drogiego sprzętu przekaźnikowego.
Niezwykle niskie zużycie energii oraz koszty eksploatacji i konserwacji: węzły czujnikowe przez zdecydowaną większość czasu pozostają w stanie „uśpienia”, wybudzając się tylko kilka razy dziennie w celu wysłania danych. Dzięki temu system zasilania energią słoneczną może działać stabilnie nawet przy ciągłym deszczu, osiągając niemal zerowe zużycie energii i wdrożenie przy „zerowym okablowaniu”, co znacznie obniża całkowity koszt posiadania.
Wysoka gęstość i duża pojemność: Sieć LoRaWAN obsługuje dostęp do ogromnej liczby terminali, co pozwala na rozmieszczenie czujników w terenie z rozsądną gęstością, a tym samym dokładne scharakteryzowanie przestrzennej zmienności wilgotności gleby i stworzenie podstaw do zmiennego nawadniania.
Wyjątkowa niezawodność: Działając w nielicencjonowanym paśmie częstotliwości Sub-GHz, urządzenie ma silne właściwości przeciwzakłóceniowe i dobrą penetrację sygnału, dzięki czemu może stabilnie radzić sobie w złożonych warunkach, takich jak zmiany w koronach drzew i opady deszczu w sezonie wegetacyjnym.
III. Główne scenariusze zastosowań i strategie precyzyjnego nawadniania
Automatyczne nawadnianie uruchamiane progiem
Strategia: Ustaw górne i dolne progi wilgotności gleby dla różnych upraw i na różnych etapach wzrostu. Gdy czujnik wykryje, że wilgotność jest poniżej dolnego progu, system automatycznie wyda polecenie otwarcia zaworu nawadniającego w odpowiednim obszarze. Zawór zamknie się automatycznie po osiągnięciu górnego progu.
Wartość: Zadbaj o to, aby wilgotność w strefie korzeniowej roślin zawsze mieściła się w optymalnym zakresie, unikaj suszy i powodzi oraz zapewnij „uzupełnianie wody na żądanie”, co może pozwolić zaoszczędzić średnio 25–40% wody.
2. Zmienne nawadnianie w oparciu o zmienność przestrzenną
Strategia: Analizując dane z czujników rozmieszczonych w siatce, generuj mapę rozkładu przestrzennego wilgotności gleby na polu. Na tej podstawie system steruje urządzeniami nawadniającymi o zróżnicowanych funkcjach (takimi jak centralne systemy nawadniające VRI), aby nawadniać intensywniej na obszarach suchych, a mniej lub wcale na obszarach wilgotnych.
Wartość: Znaczna poprawa równomierności wody na całym polu, eliminacja „niedostatków” plonów spowodowanych nierówną strukturą gleby, osiągnięcie zrównoważonego wzrostu produkcji przy jednoczesnym oszczędzaniu wody i poprawa efektywności wykorzystania wody o ponad 30%.
3. Zintegrowane inteligentne zarządzanie wodą i nawozami
Strategia: Połączenie danych z czujników EC gleby w celu monitorowania zmian zasolenia gleby po nawadnianiu. Podczas nawadniania, w oparciu o zapotrzebowanie upraw na składniki odżywcze i wartość EC gleby, precyzyjnie kontroluje się proporcje i czas podawania nawozu, aby uzyskać „sprzężenie wody i nawozu”.
Wartość: Zapobiega szkodom wyrządzanym przez sól i wypłukiwanie składników odżywczych wskutek nadmiernego nawożenia, zwiększa stopień wykorzystania nawozów o 20–30% i chroni zdrowie gleby.
4. Ocena wydajności i optymalizacja systemów nawadniających
Strategia: Ciągły monitoring dynamicznych zmian wilgotności gleby na różnych głębokościach przed, w trakcie i po nawadnianiu pozwala na dokładną ocenę głębokości infiltracji, jednorodności i efektywności nawadniania.
Wartość: Diagnozowanie problemów występujących w systemie nawadniającym (takich jak zatkane dysze, nieszczelne rury i nierozsądna konstrukcja) oraz ciągła optymalizacja systemu nawadniającego w celu osiągnięcia efektywnego zarządzania samym systemem nawadniającym.
IV. Podstawowe zmiany wprowadzone przez system
Od „nawadniania na czas” do „nawadniania na żądanie”: Podstawą podejmowania decyzji są zmiany w czasie kalendarzowym i rzeczywiste potrzeby fizjologiczne upraw, pozwalające na osiągnięcie optymalnego rozdysponowania zasobów wodnych.
Od „ręcznej inspekcji” do „zdalnej percepcji”: menedżerowie mogą uzyskać kompleksowy obraz stanu wilgotności gleby na wszystkich polach za pośrednictwem telefonów komórkowych lub komputerów, co znacznie zmniejsza pracochłonność i zwiększa efektywność zarządzania.
Od „równomiernego nawadniania” do „precyzyjnych zmiennych”: Uznanie i zarządzanie heterogenicznością przestrzenną na polu w celu przejścia z nawadniania ekstensywnego na precyzyjne jest zgodne z istotą nowoczesnego rolnictwa precyzyjnego.
Od „pojedynczego celu oszczędzania wody” do „wielocelowej synergii zwiększonej produkcji, poprawy jakości i ochrony środowiska”: Zapewniając optymalny stan wody w uprawach w celu zwiększenia produkcji i poprawy jakości, zmniejszamy głębokie przesiąkanie i spływ oraz obniżamy ryzyko zanieczyszczeń rozproszonych w rolnictwie.
V. Przypadek empiryczny: Cud oszczędzania wody i zwiększonej produkcji oparty na danych
Na farmie zraszaczy o powierzchni 850 akrów (ok. 360 hektarów) w środkowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, menedżerowie wdrożyli sieć monitorowania wilgotności gleby HONDE LoRaWAN i połączyli ją z systemem VRI centralnego zraszacza obrotowego. Po jednym sezonie wegetacyjnym stwierdzono, że z powodu nierównomiernej piaszczystości gleby około 30% powierzchni pola miało wyjątkowo słabą zdolność retencji wody.
Model tradycyjny: równomierne nawadnianie całego obszaru, niedobór wody w regionach suchych i przesiąkanie dużej ilości wody na obszarach piaszczystych.
Inteligentny tryb zmienny: System steruje zraszaczem tak, aby automatycznie zmniejszał ilość rozpylonej wody podczas przechodzenia przez tereny piaszczyste i zwiększał ją podczas przechodzenia przez obszary o małej pojemności wodnej.
Wynik: Pomimo 22% redukcji całkowitego zużycia wody nawadniającej w całym okresie wzrostu, średni plon kukurydzy na całym polu wzrósł o 8%, ponieważ „punkty spadku plonów” spowodowane stresem suszy zostały wyeliminowane. Same bezpośrednie korzyści ekonomiczne wynikające z oszczędzania wody i wzrostu produkcji pozwoliły na pełny zwrot z inwestycji w system w ciągu jednego roku.
Wniosek
Przyszłość rolnictwa nawadnianego z pewnością będzie napędzana przez inteligencję danych. Inteligentny system monitorowania wilgotności gleby HONDE, oparty na technologii LoRaWAN, z jego wyjątkowymi zaletami, takimi jak szeroki zasięg, niskie zużycie energii, wysoka niezawodność i łatwość wdrożenia, skutecznie rozwiązał główne problemy związane z „niedokładnymi pomiarami, brakiem możliwości transmisji zwrotnej i brakiem możliwości precyzyjnego sterowania” w przypadku wdrażania precyzyjnego nawadniania na dużą skalę. To jak tworzenie „sieci neuronowej”, która umożliwia gruntom rolnym wykrywanie pulsu wody, umożliwiając każdej kropli wody przemieszczanie się w razie potrzeby i precyzyjne dostarczanie. To nie tylko innowacja technologiczna, ale także rewolucja paradygmatu w zarządzaniu nawadnianiem. Oznacza to, że produkcja rolna oficjalnie przeszła od polegania na naturalnych opadach i rozległym nawadnianiu zalewowym do ery inteligentnego i precyzyjnego nawadniania opartego na danych glebowych w czasie rzeczywistym w całym regionie, zapewniając powtarzalne i skalowalne, nowoczesne rozwiązanie zapewniające globalne bezpieczeństwo wodne i żywnościowe.
O firmie HONDE: Jako aktywny praktyk w dziedzinie rolniczego Internetu Rzeczy i inteligentnego oszczędzania wody, HONDE dąży do integracji najodpowiedniejszych technologii komunikacyjnych z precyzyjnymi technologiami czujników rolniczych, aby zapewnić klientom kompleksowe, inteligentne rozwiązania nawadniające, od percepcji, przez transmisję, po podejmowanie decyzji i realizację. Jesteśmy głęboko przekonani, że wzbogacenie każdej kropli wody o dane to najskuteczniejszy sposób na osiągnięcie zrównoważonego rozwoju rolnictwa.
Aby uzyskać więcej informacji na temat czujnika glebowego, skontaktuj się z firmą Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Czas publikacji: 15 grudnia 2025 r.