چالش‌هایی که امروزه کشاورزان با آن روبرو هستند، مقدار زیادی خاک است که به نگهداری فیزیکی آنها نیاز دارد، برای بررسی منظم رطوبت خاک نیز باید مسافت زیادی توسط کشاورز طی شود. همچنین تخمین میزان آب مورد نیاز نیز دشوار و غالباً نادرست است.
شناسایی مقدار دقیق آب موردنیاز برای گیاهان دشوار است، بنابراین باعث می‌شود آب بیش‌ازحد یا بلعکس به گیاهان برسد. هزینه‌های غیرمنتظره و هدر رفت آب نیز از مشکلات دیگر است. استفاده از آب زیرزمینی برای محصولات زراعی می‌تواند منجر به هزینه‌های بالاتر از آنچه واقعاً مورد نیاز است منجر شود. زمان کاشت و دانستن زمان بهینه برای کاشت گاهی اوقات دشوار است. همچنین ردیابی درجه حرارت خاک و سطح رطوبت به صورت دستی سخت است. پس به‌طورکلی اندازه‌گیری دستی داده‌های مهم در مورد محصولات غالباً دشوار، وقت‌گیر و احتمالاً نادرست است.
راهکارهای موجود برای کشاورزان و مالکان زمین
اینترنت اشیا با ارائه سنسورهای مقرون به صرفه‌ای که سطح رطوبت خاک و دمای خاک و هوا را رصد می‌کنند و به طور خودکار داده‌ها را مستقیماً به اینترنت گزارش می‌دهد. این فناوری به کشاورزان کمک می‌کند که بدون نیاز به تخمین دستی یا تکیه بر حدس و گمان، بدانند چه چیزی برای محصولاتشان بهتر است. با توجه به اینکه داده‌های بهتری به دست می‌آید، کشاورزان می‌توانند بهترین تصمیم‌گیری را برای کاشت، آبیاری و کنترل آفات داشته باشند.
سنسورهای IoT فعال به کشاورزان این امکان را می‌دهد که فوراً چندین نکته از فرایند کشاورزی در مورد محصول به دست بیاورند که عبارتند از:
رطوبت خاک (VWC)
با استفاده از سنسورهای موجود در خاک و ارسال داده‌ها از طریق شبکه IoT، می‌توان محتوای آب موجود در خاک را بهتر کنترل کرد.
دمای خاک
محصولات زراعی باید در دمای ایده‌آل خود کاشته و رشد کنند. سنسورها می‌توانند در زیر سطح زمین دما مرتباً نظارت کنند.
دمای هوا
ردیابی میانگین دمای هوا در تعیین زمان ایده‌آل کاشت و آبیاری و پیش بینی آفات کمک می‌کند.
داشتن داده‌های بهنگام می‌تواند به صاحبان زمین و کشاورزان در کاهش نیروی انسانی، مصرف آب و سایر هزینه‌های نگهداری کمک کند، بنابراین هزینه‌ها و تأثیرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد. با نظارت بر شرایط خاک با استفاده از IoT کشاورزان می‌توانند:
- زمان جمع‌آوری محصول را تشخیص و تغییر داد: کشاورزان می‌توانند هر زمان که بخواهند تعداد محصول موردنظر در روز را انتخاب و تغییر دهند.
- اندازه‌گیری‌های انجام شده را بازبینی کرد: اینکار به کشاورزان این امکان را می‌دهد تا الگوها و آنچه که در گذشته اتفاق افتاده است را ردیابی کنند.
- داده‌ها را می‌توان از طریق نقشه‌برداری مبتنی بر سنسور و داشبورد هوشمند بررسی کرد.
- تنظیم یادآوری خودکار: در صورت نیاز به بررسی محصولات زراعی، می‌توان زنگ هشداری تعیین کرد که هشداری را از طریق پیام کوتاه یا ایمیل به کشاورزان بفرستد.
- تهیه نسخه پشتیبان از داده‌ها: از داده‌ها می‌توان نسخه پشتیبان تهیه کرد بنابراین مهم نیست که داده‌ها از بین بروند یا دستگاه از دسترسی خارج شود.
- منابع داده‌ها را با یکدیگر را ادغام کرد: برای تعیین سطح خاک و میزان آب مناسب با داده‌های دیگر (مانند پیش‌بینی هوا) می‌توان داده‌ها را ترکیب کرد.
- مشاهده داده‌ها از هر مکان: هر کجا که کشاورزان به اینترنت یا داده دسترسی داشته باشند، می‌توانند داده‌ها را از طریق گوشی، رایانه یا رایانه لوحی جستجو کنند.
- کالیبراسیون بهتر برای گزارش و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها: برای اطمینان از داده‌ها و به‌روزرسانی آنها می‌توان آنها کالیبراسیون کرد.
نظارت بر وضعیت خاک می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا داده‌های زیادی را جمع‌آوری کنند که حتی بسیاری از صاحبان زمین حتی از وجود آنها اطلاع نداشته باشند. Business Insider برآورد می‌کند که تا سال 2034 به طور میانگین بیش از 4 میلیون نقطه داده در مزارع ایجاد خواهد شد. با استفاده از سنسورهای IoTداده‌های موجود در زمین را می‌توان متوجه شد و پیش‌بینی رشد محصول و بهینه‌سازی منابع از آنها استفاده کرد.
مزایای استفاده از راهکارهای IoT برای نظارت بر شرایط خاک
حفاظت بهتر از آب
بر اساس برآورد صندوق جهانی طبیعت، کشاورزی حدود 70 درصد از آب شیرین جهان را مصرف می‌کند. صرفه‌جویی در مصرف آب می‌تواند به کاهش برداشت از منابع زیرزمینی و کاهش روان آب حاصل از آن در رودخانه‌ها و مخازن آبی دیگر شویم.
کاهش احتمال رشد محصولات در محیط‌های کم آب یا پر آب
آب زیرزمینی محصولات زراعی می‌تواند بر میزان اکسیژنی که به ریشه‌ها می‌رسد تأثیر بگذارد و از رشد طبیعی آنها جلوگیری کند. در بعضی از گیاهان، آب بیش از حد می‌تواند باعث پوسیدگی ریشه شود و در نتیجه منجر به از بین رفتن محصول شود. محصولات زراعی که آب کمی به آنها می‌رسد نیز شرایط مشابه دارند زیرا بدون آبیاری مناسب، ممکن است محصولات زراعی به درستی رشد نکنند یا در نهایت خشک شوند و از بین بروند.
در وقت و منابع خود صرفه‌جویی می‌کنید!
طی کردن مسافت‌های کمتر به قسمت‌های مختلف مزرعه برای بررسی دستی رطوبت خاک و درجه حرارت، به معنای آن است که می‌توان زمان بیشتری را برای رسیدگی به سایر مشاغل نظیر حسابداری یا ملاقات با مشتریان صرف کرد. صرفه‌جویی در وقت و منابع اغلب منجر به سود بیشتر می‌شود و غالباً با کاهش هزینه‌ها و زمان صرف شده برای نظارت بر محصول می‌توان بازدهی را افزایش داد. کشاورزان با استفاده از اینترنت اشیا جهت نظارت بهتر بر شرایط خاک، متوجه می‌شوند که:
- مدیریت بهتر زمین از طریق داده‌ها صورت می‌گیرد زیرا دقیق‌تر از مشاهدات انسان عمل می‌کنند.
- کشاورزان می‌توانند داده‌های دیگر نظیر پیش‌بینی هواشناسی را با داده‌های مربوط به زمین خود برای بهینه‌سازی آبیاری و نگهداری محصولات زراعی ترکیب کنند.
- هزینه‌های کمتری برای آبیاری و مراقبت از محصولات صرف می‌شود.
- کشاورزان با بهینه‌سازی مراقبت از آب و خاک محصولات زراعی سالم‌تری دارند.
برخی از مزایای این سنسورها عبارتند از:
- کم هزینه
- مصرف انرژی کم
- استقرار آسان
سنسورهای IoT طیف گسترده‌ای از نیازهای نظارت بر محصول و خاک را پوشش می‌دهند. عمر باتری این سنسورها سالها به طول می‌انجامد و می‌توانند تقریباً در هر نقطه به صورت مستقل کار کنند و نصب ساده‌ای داشته باشند.
