آبیاری هوشمند | فناوری آبیاری هوشمند بهترین روش برای صرفه جویی در مصرف آب

بارندگی در سراسر دنیا در طول سال متغیر و در نوسان است. در طول دوره‌های خشک، ممکن است برای حفظ کشت یا فضای سبز خود آبیاری مورد نیاز باشد. آبیاری بیش از حد یا کم‌آبی احتمالاً می‌تواند باعث افزایش بروز بیماری، هدر رفتن آب و کاهش بازده محصول شود. راندمان سیستم آبیاری به عوامل مختلفی از جمله طراحی، نصب و شرایط خاص محل بستگی دارد. آب تخصیص داده شده به منظور آبیاری می تواند بخش قابل توجهی از مصرف آب یک منطقه را از آن خود کند.

مقدار قابل توجهی آب در اثر تبخیر از دست می رود. از سویی باد و روان آب در نتیجه روش‌های نامناسب آبیاری تلفات بسیاری را به ما تحمیل می‌کنند. کاهش یا حذف این تلفات، هزینه‌های تامین آب و انرژی را کاهش می دهد و محصولی سالم‌تر و سیستمی کارآمدتر به ارمغان می‌آورد.یکی از راه های کاهش یا حذف این تلفات استفاده از سیستم های آبیاری هوشمند است .

صرفه جویی در مصرف آب را می‌توان با استفاده از فناوری‌های آبیاری هوشمند به دست آورد. کنترل‌کننده‌ها و حسگرهای آبیاری هوشمند برای کاهش مصرف آب بر اساس نیاز آبی گیاه توسعه یافته‌اند در مقابل تایمرهای سیستم اتوماتیک سنتی، بر اساس یک برنامه زمان‌بندی ثابت توسط کاربر آبیاری می‌شوند

در این فناوری یک واحد کنترل کننده یا یک سنسور وجود دارد که می‌تواند به یک تایمر آبیاری برای ایجاد یک کنترلر هوشمند اضافه شود. فناوری آبیاری هوشمند از داده‌های آب و هوا یا داده‌های رطوبت خاک برای تعیین نیاز آبیاری استفاده می کند.

فناوری آبیاری هوشمند با کاهش ضایعات آب، راندمان آبیاری را به حداکثر می‌رساند و در عین حال سلامت و کیفیت گیاه را حفظ می‌کنند. استفاده از فناوری آبیاری هوشمند می‌تواند به طور بالقوه مصرف آب در فضای باز را کاهش دهد. این فناوری برای مناظر کوچک و مسکونی و همچنین مناظر بزرگ مناسب .

در شکل زیر انواع سیستم‌های آبیاری هوشمند را معرفی کرده‌ایم:

طیف گسترده‌ای از فناوری آبیاری هوشمند وجود دارد. برای دستیابی به صرفه جویی در مصرف آب، انتخاب فناوری مناسب با توجه به شرایط موجود ضروری است.

کنترل کننده‌های آبیاری را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: کنترل کننده‌های مبتنی بر اقلیم و کنترل کننده‌های مبتنی بر رطوبت خاک.

کنترل کننده‌های مبتنی بر آب و هوا که به آنها کنترل کننده‌های تبخیر و تعرق (ET) نیز گفته می‌شود از داده‌های آب و هوای محلی برای تنظیم برنامه های آبیاری استفاده می‌کنند. تبخیر و تعرق ترکیبی از تبخیر از سطح خاک و تعرق توسط گیاه است. این کنترل‌کننده‌های مبتنی بر اقلیم اطلاعات آب و هوای محلی را جمع‌آوری می‌کنند و تنظیمات زمان آبیاری را انجام می‌دهند تا گیاه مقدار مناسب آب را دریافت کند.

سه نوع اصلی از کنترل کننده های ET وجود دارد:

• کنترل‌کننده‌های مبتنی بر سیگنال از داده‌های هواشناسی از یک منبع در دسترس عموم استفاده می‌کنند. مقدار ET برای سطح چمن در سایت محاسبه می‌شود سپس داده‌های ET توسط یک اتصال بی سیم به کنترل کننده ارسال می شود.
• کنترل‌کننده‌های ET تاریخی؛ از منحنی مصرف آب از پیش برنامه‌ریزی‌شده بر اساس داده‌های تاریخی آب در مناطق مختلف استفاده می‌کنند.
• کنترل‌کننده‌های اندازه‌گیری آب و هوا در محل که از داده‌های آب و هوا جمع‌آوری‌شده در محل برای محاسبه اندازه‌گیری‌های مداوم ET و آب استفاده می‌کنند.

نوع دوم کنترل کننده های هوشمند آبیاری شامل کنترل کننده‌های سنسور رطوبت خاک است. به جای استفاده از داده های آب و هوا، کنترل کننده‌های رطوبت خاک از یک سنسور رطوبت خاک که در زیر زمین در ناحیه ریشه قرار داده شده است برای تعیین نیاز آب استفاده می‌کنند.

سنسور رطوبت خاک مقدار آب حجمی خاک را تخمین می‌زند. محتوای حجمی آب نشان دهنده بخشی از حجم کل خاک است که توسط آب اشغال شده است. کنترلرها را می‌توان برای باز کردن دریچه‌ها و شروع آبیاری پس از رسیدن محتوای حجمی آب به آستانه تعیین شده توسط کاربر تنظیم کرد. مقدار آستانه مناسب بستگی به خاک و نوع پوشش گیاهی دارد و معمولاً بین 10 تا 40 درصد متغیر است. سنسورهای رطوبت خاک باید در یک منطقه معرف نصب شوند به گونه‌ای که به اندازه کافی دور از آبپاش، ریشه درختان، پیاده روها و دیوارها باشد.

در بسیاری از موارد، برای افزایش راندمان سیستم های آبیاری اتوماتیک می توان سنسور رطوبت خاک، باران، باد یا یخ زدگی را برای ارتقای سیستم موجود اضافه کرد. برخی از تولید کنندگان دستگاه هایی تولید می کنند که قادر به اندازه گیری چندین عنصر محیطی با استفاده از یک دستگاه هستند. بسیاری از سنسورها با سیستم‌های موجود سازگار هستند، نصب آسانی دارند و نتایج مشابهی با کنترل‌کننده‌های آبیاری هوشمند دارند. سنسورهای اضافی معمولاً مقرون به صرفه تر از کنترل کننده های آبیاری هوشمند هستند، با این فرض که یک تایمر آبیاری سازگار از قبل در محل نصب شده باشد.

سنسورهای رطوبت خاک را می‌توان به کنترل کننده سیستم آبیاری موجود متصل کرد. سنسور، رطوبت خاک را در ناحیه ریشه قبل از آبیاری برنامه ریزی شده اندازه گیری می کند و اگر رطوبت خاک بالاتر از یک آستانه خاص باشد، چرخه را دور می زند.

انواع مختلفی از سنسورهای رطوبت خاک موجود است و مصرف کننده باید قبل از خرید سنسور از سازگاری سیستم اطمینان حاصل کند. برخی از حسگرهای رطوبت خاک شامل یک حسگر یخ زدگی خاک هستند که در صورت کاهش دما به زیر 32 درجه فارنهایت، چرخه آبیاری را قطع می‌کند. سنسورهای رطوبت خاک به صورت سیستم‌های سیمی یا بی‌سیم موجود هستند.

اگرچه این سنسورها فناوری هوشمند در نظر گرفته نمی‌شوند اما سنسورهای باران و یخ زدگی چرخه آبیاری را در طول بارندگی قطع می‌کنند. آبیاری در هنگام بارندگی باعث هدر رفتن آب، پول و ایجاد رواناب‌های غیر ضروری می‌شود. سه نوع مختلف سنسور باران موجود است و عملکرد هر کدام بر اساس مفاهیم جداگانه‌ای است.

نوع اصلی سنسور باران که امروزه هنوز استفاده می‌شود با یک ظرف یا حوض کوچک کار می کند که آب را جمع آوری می کند، هنگامی که مقدار از پیش تعیین شده آب جمع آوری شد، وزن ظرف چرخه آبیاری را قطع می‌کند.

زباله‌های موجود در فنجان نیز می‌تواند چرخه آبیاری را مختل کند و باید به طور دوره‌ای بررسی و از زباله پاک شود.

نوع دوم سنسور باران از ظرفی با دو الکترود استفاده می‌کند که فاصله مشخصی از ته ظرف دارند. فاصله را می‌توان طوری تنظیم کرد که هنگامی بارانی کوچک رخ دهد نیز به خوبی عمل کنند. هنگامی که آب به الکترودها می‌رسد، چرخه آبیاری قطع می‌شود. در این نوع نیز مانند حسگر نوع اول، زباله‌ها می‌توانند با جابجایی آب در فنجان دقت را کاهش دهند.

نوع سوم سنسور باران فاقد ظرف باران گیر است. سنسور از چندین دیسک استفاده می‌کند که با خیس شدن منبسط می‌شوند.

دیسک‌های منبسط شده سوئیچ را فعال می‌کنند و چرخه را قطع می‌کنند. پس از خشک شدن دیسک‌ها، سیستم چرخه‌های برنامه ریزی شده را از سر می‌گیرد. دیسک‌ها باید حداقل سالی یک بار بررسی شوند تا مشخص شود که آیا نیاز به تعویض دارند یا خیر. همه دستگاه‌ها باید در یک منطقه باز نصب شوند که بارندگی را دریافت کنند.

آبیاری در شرایط وزش باد باعث کاهش یکنواختی توزیع آبیاری در سرتاسر کشت و کاهش میزان نفوذ آب به داخل نیمرخ خاک می‌شود.

اگر سرعت باد از یک آستانه خاص فراتر رود، سنسورهای باد چرخه آبیاری را قطع می‌کنند.

فناوری آبیاری هوشمند ممکن است به کاهش ضایعات آب کمک کند و در عین حال کشتی سالم و جذاب را نیز ارائه دهد. صاحبان سیستم های آبیاری باید تعمیر و نگهداری منظم را انجام دهند و اطمینان حاصل کنند که سیستم آبیاری فقط در صورت نیاز کشت را آبیاری می‌کنند.