Поливайте по-умно, а не повече

Модерните технологии могат да помогнат на фермерите да стигнат до корена на нарастващ проблем - прекомерно поливане в епоха на нарастваща суша и недостиг на вода. Нова система на Калифорнийския университет в Ривърсайд може да картографира влажността на почвата дърво по дърво, така че производителите да поливат само там, където и когато е необходимо.

Тази система, подробно описана в списание Computer and Electronics in Agriculture, е ръководена от изследователската група на Елия Скудиеро (Elia Scudiero), доцент по прецизно земеделие и директор на Центъра за земеделие, храни и околна среда (CAFE - Center for Agriculture, Food, and the Environment) на Калифорнийския университет в Ривърсайд.

Управлението на водите е едно от най-големите предизвикателства пред селското стопанство в Калифорния и други сухи региони. В момента някои производители разчитат на сензори за влажност на почвата, заровени в земята, за да определят кога да напояват. Тези сензори са скъпи и обикновено се инсталират само на няколко места, което оставя производителите да гадаят как условията варират в рамките на стотици или хиляди дървета.

"Информацията, която тези сензори предоставят, е много ограничена", обяснява Скудиеро. "Те всъщност ви казват само какво се случва в непосредствено около мястото, където са поставени."

Дори когато дъждовалните системи доставят едно и също количество вода в цялата овощна градина, почвената влага и нейната наличност за дърветата може да се различават значително между различните места в рамките на едно поле.

Една от причините е текстурата на почвата. Фините почви, пълни с малки частици, задържат повече вода, защото имат по-голяма повърхност, където водата може да се задържа. Песъчливите почви съдържат по-големи частици и по-малко малки, което позволява на водата да се оттича по-бързо. Тези разлики могат да доведат до много различни условия за съседни дървета.

Новата система замества ограничените данни от сензорите и догадките с подробни карти. Робот се движи през овощна градина, измервайки свойство на почвата, наречено електрическа проводимост. Тези показания, комбинирани с данни от фиксираните сензори за влага, които вече са в земята, позволяват на изследователите да изградят статистически модел, който прогнозира съдържанието на вода в цялото поле.

Електрическата проводимост показва колко лесно електричеството се движи през почвата и се влияе от фактори, включително влага, както и съдържание на сол и глина. Чрез съчетаване на тези измервания с директни показания за водата от заровени сензори, системата може да преобразува проводимостта в точни оценки на влажността на почвата.

Резултатът е картина на разпределението на водата дърво по дърво.

"Използвайки този метод, производителите най-накрая ще знаят колко вода имат и от колко се нуждаят, и ще могат да поливат конкретни дървета, ако са сухи", обяснява Скудиеро.

Поддържането на правилното ниво на влажност е важно за здравето на растенията. Дърветата, които получават твърде малко вода, се стресират и са по-уязвими към вредители и болести. Твърде много вода обаче може да лиши корените от кислород, тъй като почвените пори се пълнят с вода, а не с въздух.

"Има златна среда", посочва Скудиеро.

Повишената прецизност би могла също да предотврати изсъхването на овощните градини. Производителите вече са изправени пред затягащи се разпоредби относно използването на подпочвени води, докато цените на водата продължават да растат.

"Ако водата стане ограничена, фермерите имат два избора", обяснява Скудиеро. "Те могат или да се откажат от овощните градини, или да намерят начини да произвеждат същите култури, използвайки по-малко вода."

Технологията може също да намали замърсяването с торове. Когато полетата са преполяти, хранителните вещества, прилагани върху културите, могат да се отмият под кореновата зона и в подпочвените води, замърсявайки ги.

"Ако се използва само количеството вода, от което растенията действително се нуждаят, се намалява риска от отмиване на тези хранителни вещества от корените на културите и попадането им в околната среда", съветва Скудиеро.

Този проект е разработван с години. Изследователите са започнали да го разработват през 2019 г. чрез сътрудничество между учени в областта на земеделието и инженери в CAFE.

За Скудиеро това представлява осъществяването на дългогодишна цел. Той е изучавал технологията за измерване на проводимостта на почвата от около 15 години и се е надявал някой ден да я свърже с автономни превозни средства, способни да изследват цели полета.

Екипът вече е подал патентна заявка, свързана с това как роботът взаимодейства със сензорите, без да нарушава техните измервания. Това изследване е проведено в Центъра за изследване на цитрусови плодове и в селскостопанската експериментална станция на Калифорнийския университет в Ривърсайд. Бъдещата работа ще се фокусира върху тестване на системата с частни производители извън изследователските овощни градини на университета.

Преминаването от изследователски полета към реални ферми ще изисква здрави машини, способни да работят при всякакви метеорологични условия и в различни системи за отглеждане на култури. Частните индустриални партньори могат евентуално да адаптират технологията в търговски продукти.

Работата е част от усилията на Калифорнийския университет в Ривърсайд за развитие на областта на прецизното земеделие, където изследователите разработват технологии, които комбинират роботика, сензори и наука за данни, за да помогнат на фермерите да управляват ресурсите по-ефективно.

За отглеждане, изправено пред ограничени водни запаси, ползите от това изследване биха могли да бъдат значителни.

"Повече реколта на капка!", казва Скудиеро.

Справка: Robotic mapping of soil volumetric water content with geospatial soil apparent electrical conductivity in micro-irrigated citrus orchards in California; Francesco Morbidini, Aritra Samanta, Carmelo Maucieri, Konstantinos Karydis, Peggy A. Mauk, Todd H. Skaggs, Elia Scudiero; Computers and Electronics in Agriculture, Volume 245, April 2026, 111540 https://doi.org/10.1016/j.compag.2026.111540 

Източник: Watering smarter, not more, UC Riverside

Още по темата

27/08/2025

Животът

Слънцезащита за растенията: ролята на каолиновата глина

31/01/2024

Животът

Сладкият картоф и възможностите за неговото отглеждане у нас

03/04/2023

Животът

Растенията наистина "крещят". Просто досега не сме ги чували (видео)

28/03/2023

Животът

Фенологията на растенията е важен биоиндикатор за промените в климата