سامانه های نوین آبیاری، آبیاری هوشمند چیست؟

در ایالات متحده امریکا، به طور میانگین روزانه 9 میلیارد بشکه آب در فضای باز کشاورزی مصرف می‌‌شود. به دلیل ناکارآمد بودن سیستم آبیاری سنتی بیش از نیمی از این آب هدر می‌‌رود. تنها گزینه مناسب برای حل این مشکل آبیاری هوشمند است.

چرا سیستم آبیاری هوشمند؟

سیستم های آبیاری هوشمند برنامه‌‌ریزی آبیاری را متناسب با آب و هوا و رطوبت خاک تنظیم می‌‌کنند. این برنامه‌ها و کنترلرها به طور قابل توجهی راندمان استفاده از آب در آبیاری فضای باز را بهبود می‌‌بخشند. برخلاف کنترل کننده‌‌های آبیاری سنتی که طبق یک برنامه‌‌ریزی متداول و از پیش تعیین شده کار می‌‌کنند، کنترل کننده‌های آبیاری هوشمند بر وضعیت آب و هوا، تبخیر و تعرق و استفاده گیاه از آب نظارت کرده تا به طور خودکار برنامه‌‌ریزی آبیاری را با شرایط واقعی زمین کشاورزی تنظیم کنند.

به عنوان مثال با افزایش درجه حرارت در فضای مزرعه و یا کاهش بارندگی، کنترل کننده‌‌های آبیاری هوشمند با توجه به متغیر‌‌های اختصاصی خود مانند: نوع خاک، نحوه عملکرد آبپاش‌‌ها، رطوبت، خاک و… برنامه زمانبندی آبپاش‌‌ها را تنظیم می‌‌کنند.

انواع سیستم آبیاری هوشمند

• سیستم آبیاری هوشمند مبتنی بر آب و هوا
• سیستم آبیاری هوشمند مبتنی بر رطوبت خاک

سیستم آبیاری هوشمند مبتنی بر آب و هوا

کنترل کننده‌‌‌‌های مبتنی بر آب و هوا که به عنوان کنترل کننده‌‌‌‌های تبخیر و تعرق (ET) نیز شناخته می‌شوند، از داده‌های محلی هواشناسی برای تنظیم برنامه آبیاری استفاده می‌‌‌‌کنند. تبخیر و تعرق ترکیبی است از تبخیر از سطح خاک و تعرق گیاهان. این کنترل کننده‌‌‌‌ها اطلاعات مربوط به وضعیت آب و هوا را جمع‌‌‌‌آوری کرده و زمان آبیاری گیاهان را تنظیم می‌‌‌‌کنند تا سطح به مقدار مناسب و به اندازه کافی آب دریافت کند. داده‌های هواشناسی (ET) از چهار پارامتر آب و هوایی استفاده می‌‌‌‌کنند: دما، باد، تابش خورشید و رطوبت. این دقیق‌ترین روش برای محاسبه مقدار نیاز زمین کشاورزی به آب است.

به طور کلی سه نوع کنترلر (ET) مبتنی بر آب و هوا داریم:

الف. کنترل کننده‌‌‌‌های مبتنی بر سیگنال

در این روش از داده‌‌‌‌های هواشناسی یک منبع عمومی برای محاسبه (ET) تبخیر و تعریق سطوح استفاده می‌‌‌‌شود. سپس داده‌های (ET) از طریق اتصال بی‌سیم به کنترلرها ارسال می‌‌‌‌شود.

ب. کنترلرهای مبتنی بر اطلاعات تاریخی

از یک منحنی از پیش تعیین و برنامه‌‌‌‌ریزی شده بر اساس اطلاعات تاریخی آب در مناطق زمین استفاده می‌‌‌‌کنند. این منحنی می‌‌‌‌تواند بر اساس دما و شدت تابش خورشید تنظیم شود.

ج. کنترل کننده اندازه‌گیری آب و هوا در سایت

از داده های آب و هوایی جمع آوری شده در سایت استفاده می‌‌‌‌کند تا (ET) را به طور مداوم اندازه‌‌‌‌گیری کرده و زمانبندی آبیاری را تنظیم کند.

کنترلر های بر پایه ی آب و هوا (ET)

سیستم آبیاری هوشمند مبتنی بر رطوبت خاک

کنترل کننده‌‌‌‌های آبیاری هوشمند مبتنی بر حسگر رطوبت خاک، برای اندازه‌‌‌‌گیری میزان رطوبت خاک از فن‌آوری‌‌‌‌های خوبی استفاده می‌‌‌‌کنند. سنسورها به هنگام دفن در ناحیه ریشه چمن‌ها، درختان یا درختچه‌‌‌‌ها، رطوبت خاک را به طور دقیق اندازه‌‌‌‌گیری کرده و سپس این اطلاعات را به کنترل کننده‌‌‌‌ها منتقل می‌‌‌‌کنند.

سنسور رطوبت خود به دو روش طبقه بندی می‌‌‌‌شود:

الف. سیستم آبیاری چرخه معلق

در این روش کنترل کننده‌‌‌‌ها همانند روش سنتی تنظیم شده‌‌‌‌اند، که زمان آغاز و پایان برای آبیاری دارند. تفاوت این سیستم در این است که در صورت وجود رطوبت کافی در خاک، آبیاری برنامه‌‌‌‌ریزی شده بعدی را متوقف می‌‌‌‌کند.

ب. سیستم آبیاری متناسب با نیاز

در این روش یک آستانه پایین و بالا برای کنترلر‌‌‌‌ها تعریف شده است، که در صورت عدم وجود رطوبت کافی در خاک و پایین آمدن از سطح حداقلی مورد نیاز، آبیاری آغاز می‌‌‌‌شود.

استفاده از سنسور رطوبت خاک برای آبیاری هوشمند

6 ویژگی اصلی سیستم آبیاری هوشمند

• قابلیت کنترل از راه دور

یکی از بزرگترین تصمیمات هنگام انتخاب کنترلرها، نحوه کنترل آنها است. آیا تمایل دارید آبیاری خود را از راه دور و از طریق یک برنامه هوشمند با موبایل کنترل کنید یا ترجیح می‌دهید آن را مستقیما روی دستگاه با کمک دکمه‌ها کنترل کنید؟ مورد دوم (کار مستقیم با دستگاه کنترل هوشمند) ممکن است برای افرادی که با استفاده از برنامه‌های گوشی موبایل راحت نیستند مفید باشد. به طور کلی استفاده از این ویژگی در سیستم‌های آبیاری هوشمند برای شما امکان کنترل و بررسی زمین زراعی را در هر شرایطی فراهم خواهد کرد.

• ایجاد برنامه آبیاری جداگانه برای گیاهان با نیاز آبی متفاوت

در مزارع و باغات ممکن است گیاهان مختلفی کشت شده باشد که نیازهای آبی متفاوتی داردند. با کمک سیستم آبیاری هوشمند می‌توان هریک از این مناطق آبیاری را برنامه ریزی کرده و متناسب با نیاز گیاهان آن بخش، آبیاری را انجام داد. تنها لازم است اطمینان حاصل کنید که کنترل کننده آبیاری شما هر تعداد منطقه را که نیاز دارید پشتیبانی می‌کند.

• برنامه ریزی آبیاری

برنامه ریزی آبیاری یکی از نیازهای اصلی در زراعت هر نوع محصولی محسوب می‌شود. سیستم‌های آبیاری هوشمند این نیاز اساسی را با دقت هرچه تمام‌تر اجرایی خواهند کرد. این ویژگی سبب می‌شود که حتی در زمان تعطیلات و در روزهایی که از مزارع خود دور هستید، نگران شرایط آبیاری محصول نباشید چرا که این سیستم به طور خودکار تمام شریاط را تحت کنترل قرار داده تا اطمینان داشته باشید گیاه شما تشنه و یا غرق در آب نیست.

• اطلاع رسانی مداوم

شما می‌توانید با کمک سیستم‌های آبیاری هوشمند از زمان شروع آبیاری، تکمیل و اتمام آبیاری، بروز هرگونه خطا در عملکرد کنترل‌ها و یا ایجاد نشتی در سیستم مطلع شده و اقدامات لازم را قبل از ایجاد هرگونه خسارت انجام دهید.

مزایای استفاده از سیستم آبیاری هوشمند

1. آبیاری بر اساس نیاز گیاه و به دنبال آن صرفه جویی در هزینه‌ها با کاهش هدر رفت آب
2. کاهش روان‌آب و ایجاد فرسایش در خاک منطقه
3. اشغال فضای کمتر با استفاده از نصب تجهیزات در زیر زمین
4. امکان کنترل زمان آبیاری، مدت زمان آبیاری و میزان آبیاری با توجه به شرایط محیطی
5. عدم نیاز به حضور فیزیکی در محل با کمک کنترل از راه دور در سیستم آبیاری هوشمند

مصرف کمتر = هزینه کمتر + مسئولیت زیست محیطی

بدون شک آبیاری هوشمند در مقایسه با سایر سیستم‌های آبیاری عملکردی عالی در صرفه جویی مصرف آب دارد. مطالعات مختلف نشان می‌دهد که سیستم های آبیاری هوشمند بین 20 تا 50 درصد در مصرف آب صرفه‌جویی می‌کنند. در چنین شرایطی می‌توان اذعان داشت که آبیاری هوشمند علاوه بر اینکه یک راهکار هوشمندانه با کاهش هزینه‌ها محسوب می‌شود، یک رویکرد مسئولانه در برابر محیط‌ زیست است. چنین سیستمی در بخش کشاورزی که بیشترین هدر رفت آب در آن صورت می‌گیرد نه تنها لازم بلکه ضروری است.