بهینه سازی حسگر تشخیص زمان آبیاری

آب یکی از اصلی ترین عوامل حیاتی گیاهان است. کمبود آب باعث کاهش کمیت و کیفیت محصول و در نهایت مرگ گیاه می شود. همچنین آب بیش از مقدار مورد نیاز هم باعث مشکلاتی از جمله افزایش آفات و بیماری ها می شود. مهم تر از همه، آبیاری بیش از حد موجب کاهش بازده آب آبیاری می گردد که این مسیله در ایران به خاطر محدودیت منابع آب، بسیار حیاتی است. بنابراین تشخیص دقیق زمان آبیاری بر اساس زمان بهینه امری بسیار مهم است. اما در عین حال روشی دقیق برای تخمین دقیق و لحظه به لحظه ی میزان آب داخل گیاه وجود ندارد. استفاده از رطوبت خاک نیز تخمین دقیقی به دست نمی دهد. روش متداول تعیین زمان آبیاری به صورت دوره ای بوده که همراه با خطای زیادی است. در این تحقیق سعی بر بررسی ضریب دی الکتریک برگ گیاه بوده است تا بتوان از آن به عنوان روشی برای اندازه گیری رطوبت داخل برگ و همچنین تشخیص زمان بهینه آبیاری استفاده کرد. در واقع هدف از این تحقیق اتخاذ روشی بوده است که زمان آبیاری بر اساس رطوبت خود گیاه، به طور لحظه به لحظه و بدون آسیب رسیدن به گیاه تشخیص داده شود؛ به گونه ای که بتوان از این روش برای بهینه سازی مصرف آب و همچنین در سامانه های خودکار آبیاری استفاده کرد. در این راستا حسگری خازنی طراحی و ساخته شده است. این پژوهش از تابستان سال ‮‭1384‬ آغاز شده و طی این مدت این روش و حسگر مذکور در قالب چهار مرحله پژوهش در حال توسعه، بهبود و ارزیابی بوده است. در این گزارش مرحله چهارم این مجموعه پژوهش ها مورد بررسی قرار می گیرد. در این مرحله برای ارزیابی کاربردی حسگر، یک سامانه الکترونیکی- کامپیوتری طراحی و ساخته شد که قابلیت اتصال ‮‭64‬ حسگر مختلف (حسگر خازنی برگ، حسگر دما، رطوبت هوا و ...) و ثبت داده ها را دارد. حسگرهای خازنی برگ نیز بهینه سازی شدند. تعدادی از این حسگرها به صورت ثابت روی برگ گیاه قرار گرفتند. سامانه الکترونیکی- کامپیوتری به صورت شبانه روزی داده های مربوط به این حسگرها و همچنین حسگرهای عوامل محیطی را ثبت می کرد. رطوبت خاک نیز به صورت روزانه اندازه گیری شده است. ارزیابی بر روی ‮‭10‬ برگ از بوته های مختلف گیاه بادمجان انجام شد. در نهایت نمودارهای حاصل از ظرفیت خازنی حسگرهای برگ با مقایسه با عوامل دیگر مورد تحلیل قرار گرفتند. حسگرها پژمردگی موقت و خشک شدن برگ ها را تشخیص دادند. همچنین با اتخاذ استراتژی آبیاری، می توان زمان بهینه آبیاری را با استفاده از نمودارها به دو روش واسنجی و نرمال کردن داده ها تشخیص داد. امید است که با توسعه این روش بتوان مصرف آب را بهینه ساخت و همچنین مدیریت آبیاری به صورت خودکار و دقت بیشتری انجام شود.