토마토(Solanum lycopersicum L.)는 세계 시장에서 고부가가치 작물 중 하나이며, 주로 관개 재배됩니다. 토마토 생산은 기후, 토양, 수자원과 같은 불리한 조건으로 인해 종종 어려움을 겪습니다. 농부들이 물과 영양소의 가용성, 토양 pH, 온도, 지형과 같은 재배 조건을 평가할 수 있도록 전 세계적으로 센서 기술이 개발 및 설치되었습니다.
토마토 생산성 저하와 관련된 요인들. 토마토에 대한 수요는 신선 소비 시장과 산업(가공) 생산 시장 모두에서 높습니다. 전통 농업 시스템을 고수하는 인도네시아를 비롯한 여러 농업 분야에서 토마토 수확량이 저조한 것으로 나타났습니다. 사물 인터넷(IoT) 기반 애플리케이션 및 센서와 같은 기술의 도입으로 토마토를 포함한 다양한 작물의 수확량이 크게 증가했습니다.
정보 부족으로 인해 다양한 종류의 최신 센서를 사용하지 못하는 것도 농업 수확량 감소로 이어집니다. 현명한 물 관리는 작물, 특히 토마토 농장의 실패를 막는 데 중요한 역할을 합니다.
토양 수분은 토마토 수확량을 결정하는 또 다른 요소입니다. 토양에서 식물로 영양분과 기타 화합물을 전달하는 데 필수적이기 때문입니다. 식물의 온도를 유지하는 것은 잎과 과일의 성숙에 영향을 미치므로 중요합니다.
토마토 작물의 최적 토양 수분 함량은 60%에서 80% 사이입니다. 토마토 생산량을 최대화하는 이상적인 온도는 섭씨 24도에서 28도 사이입니다. 이 온도 범위를 초과하면 식물 생장, 꽃 및 열매 발달이 최적화되지 않습니다. 토양 조건과 온도 변동이 심하면 식물 생장이 느리고 위축되며 토마토가 고르지 않게 익습니다.
토마토 재배에 사용되는 센서. 수자원의 정밀 관리를 위해 여러 기술이 개발되었으며, 주로 근접 감지 및 원격 감지 기술을 기반으로 합니다. 식물의 수분 함량을 측정하기 위해 식물과 주변 환경의 생리적 상태를 평가하는 센서가 사용됩니다. 예를 들어, 테라헤르츠 방사선 기반 센서와 습도 측정을 결합하면 블레이드에 가해지는 압력을 측정할 수 있습니다.
식물의 수분 함량을 측정하는 센서는 전기 임피던스 분광법, 근적외선(NIR) 분광법, 초음파 기술, 잎 클램프 기술 등 다양한 기기와 기술을 기반으로 합니다. 토양 수분 센서와 전도도 센서는 토양 구조, 염도, 전도도를 측정하는 데 사용됩니다.
토양 습도 및 온도 센서와 자동 관수 시스템이 필요합니다. 최적의 수확량을 얻으려면 토마토에 적절한 관수 시스템이 필요합니다. 심화되는 물 부족은 농업 생산과 식량 안보를 위협합니다. 효율적인 센서를 사용하면 수자원을 최적으로 활용하고 작물 수확량을 극대화할 수 있습니다.
토양 수분 센서는 토양 수분을 측정합니다. 최근 개발된 토양 수분 센서는 두 개의 전도성 판을 포함합니다. 이 판들이 물과 같은 전도성 매질에 노출되면 양극에서 음극으로 전자가 이동합니다. 이러한 전자의 이동으로 전류가 생성되며, 이 전류는 전압계를 사용하여 감지할 수 있습니다. 이 센서는 토양 내 수분의 존재를 감지합니다.
경우에 따라 토양 센서는 온도와 습도를 모두 측정할 수 있는 서미스터와 결합됩니다. 이러한 센서의 데이터는 처리되어 단일 회선의 양방향 출력을 생성하여 자동 세척 시스템으로 전송됩니다. 온도와 습도 데이터가 특정 임계값에 도달하면 급수 펌프 스위치가 자동으로 켜지거나 꺼집니다.
바이오리스터는 생체전자 센서입니다. 생체전자공학은 식물의 생리적 과정과 형태적 특성을 제어하는 데 사용됩니다. 최근, 일반적으로 바이오레지스터라고 불리는 유기 전기화학 트랜지스터(OECT) 기반 생체 센서가 개발되었습니다. 이 센서는 토마토 재배에서 생장하는 토마토 식물의 목부와 체관부에서 흐르는 식물 수액의 구성 변화를 평가하는 데 사용되었습니다. 이 센서는 식물의 기능을 방해하지 않으면서 체내에서 실시간으로 작동합니다.
바이오레지스터는 식물 줄기에 직접 이식할 수 있으므로 가뭄, 염분, 불충분한 증기압, 높은 상대 습도와 같은 스트레스 조건에서 식물의 이온 이동과 관련된 생리적 메커니즘을 생체 내에서 관찰할 수 있습니다. 바이오스토어는 병원균 검출 및 해충 방제에도 사용됩니다. 이 센서는 식물의 수분 상태를 모니터링하는 데에도 사용됩니다.
게시 시간: 2024년 8월 1일