نظام هوندي متعدد الطبقات لمراقبة رطوبة التربة الأنبوبية: تحليل دقيق لرواسب المياه في التربة الاستوائية، مما يعزز اتخاذ القرارات الزراعية الدقيقة في جنوب شرق آسيا

في خضم عملية تحويل الزراعة في جنوب شرق آسيا من الإدارة التقليدية إلى الزراعة الدقيقة القائمة على البيانات، تكمن عقبة معرفية أساسية في أن مراقبة التربة التقليدية غالبًا ما تتوقف عند الطبقة السطحية (10-20 سنتيمترًا)، مع قلة المعرفة بالعوامل الرئيسية التي تحدد مقاومة المحاصيل للجفاف، وكفاءة امتصاص العناصر الغذائية، وصحة جذورها، ألا وهي الحركة الرأسية لرطوبة التربة وتوزيعها. إن دورة هطول الأمطار والتبخر المكثفة، وتنوع قوام التربة، والزراعة المكثفة للمحاصيل ذات الجذور العميقة في المناطق الاستوائية، تجعل ديناميكيات المياه في قطاعات التربة بالغة التعقيد. يوفر نظام HONDE القابل للتخصيص لمراقبة درجة حرارة التربة ورطوبتها، والمكون من أنابيب متعددة الطبقات (من 3 إلى 9 طبقات)، لمزارعي جنوب شرق آسيا "خريطة مقطعية للرطوبة" تمتد من السطح إلى منطقة الجذور العميقة، وذلك بفضل قدراته الثورية في استشعار العمق، محولًا بذلك الديناميكيات الخفية للعالم تحت السطحي إلى حكمة زراعية دقيقة قابلة للتطبيق.

أولاً: التحديات الأساسية للزراعة الاستوائية: لماذا هناك حاجة إلى "منظور قطاعي"؟
تواجه استدامة وكفاءة استخدام المياه في الزراعة في جنوب شرق آسيا تحديات فريدة تتعلق بخصائص التربة المائية:
التناوب الشديد بين الجفاف والرطوبة: بعد هطول أمطار غزيرة، تتسرب المياه بسرعة إلى الأسفل، وخلال موسم الجفاف، تتجدد المياه العميقة صعودًا. لا تستطيع أجهزة الاستشعار التقليدية أحادية النقطة تتبع عملية الهجرة الرأسية هذه.
متطلبات إدارة المحاصيل ذات الجذور العميقة: تتميز الأشجار الاقتصادية، مثل نخيل الزيت والمطاط والمانجو والبن، بجذور فعالة في امتصاص الماء، تصل إلى عمق متر أو حتى مترين. لذا، فإن الاكتفاء بمراقبة الطبقة السطحية فقط قد يؤدي إلى انحرافات خطيرة في قرارات الري.
عدم تجانس التربة القوي: ضمن نفس قطعة الأرض، يختلف نسيج التربة على أعماق مختلفة (مثل التربة الرملية والطبقات الطينية المتداخلة) بشكل كبير، مما يؤدي إلى تغييرات معقدة في تسرب المياه وقدرة الاحتفاظ بها في الاتجاه الرأسي.
خطر الغسل والملوحة: إن الإفراط في الري الذي يؤدي إلى غسل عميق للمياه والمغذيات، فضلاً عن ارتفاع نسبة الملح في المناطق القاحلة ذات المياه الشعرية، كلاهما عمليتان تحدثان في قطاعات التربة.

لذلك، فإن إتقان المعلومات المستمرة لتغيرات المياه مع العمق بدلاً من بيانات بضع نقاط منفصلة هو شرط أساسي لتحقيق إدارة علمية حقيقية للمياه والأسمدة، ومقاومة الجفاف والاحتفاظ بالرطوبة، وحماية البيئة.

ثانيًا: الإنجاز التكنولوجي: نظام مراقبة المقطع الأنبوبي متعدد الطبقات من هوندي
يعتمد هذا النظام تصميمًا مبتكرًا "أنبوب واحد، طبقات متعددة"، حيث يدمج وحدات استشعار متعددة عالية الدقة داخل أنبوب مسبار قوي مثبت بشكل دائم لتحقيق مراقبة غير مدمرة، وفي الموقع، وعلى المدى الطويل للملف الرأسي.
إمكانية تخصيص متقدمة وتكوين مرن: يمكن للمستخدمين اختيار تكوينات مراقبة مرنة تتكون من 3 أو 4 أو 5 أو 6 أو 7 أو 8 أو حتى 9 طبقات*، وذلك بناءً على عمق توزيع الجذور الرئيسي للمحصول المستهدف، وخصائص التربة، ومتطلبات البحث. تشمل التكوينات الشائعة: 10 سم، 30 سم، 50 سم، 70 سم، 100 سم، أو تكوينات أكثر كثافة بطبقة كل 10/15 سم.
مراقبة متزامنة متعددة المعايير لملف تعريف التربة: يتم قياس المحتوى المائي الحجمي للتربة ودرجة حرارتها في آن واحد في كل طبقة. ويمكن توسيع بعض النماذج المتقدمة لقياس الموصلية (محتوى الملح)، مما يُشكل ملف تعريف ثلاثي الأبعاد للماء والحرارة والملح.
تصميم أنبوبي وثبات طويل الأمد: توضع وحدة الاستشعار داخل أنبوب واقٍ وتقيس مع التربة عبر اقتران غير مباشر، مما يجنبها التلف أو الإزاحة الناتجة عن انكماش التربة أو تمددها أو حرثها في أجهزة الاستشعار المدمجة التقليدية. يتميز هذا التصميم بثبات ممتاز للبيانات على المدى الطويل.
تكامل إنترنت الأشياء وعرض البيانات: تُنقل البيانات إلى السحابة عبر تقنية لاسلكية منخفضة الطاقة (LoRaWAN/4G). ويمكن للمنصة عرض خريطة الكنتور أو خريطة منحنى العمق لرطوبة التربة ودرجة حرارتها في الوقت الفعلي، مما يُظهر بصريًا حركة جبهة الماء، والتغيرات في طبقة امتصاص الماء من الجذور، وتدرج درجة الحرارة.

ثالثًا: تطبيق متعمق في سيناريوهات زراعية متنوعة في جنوب شرق آسيا
الري الدقيق وإدارة المياه والأسمدة لبساتين الغابات الاقتصادية المعمرة
التطبيق: في مزارع نخيل الزيت والمطاط والبساتين، يتم تركيبها على عمق 1.5 إلى 2 متر لمراقبة استخدام المياه لأنظمة جذورها العميقة.
قيمة
حدد عمق وكمية الري: تأكد من وصول مياه الري إلى طبقة الجذور النشطة الرئيسية (على عمق 40-80 سم تقريبًا)، بدلًا من بقائها على السطح فقط. تجنب طفو الجذور وتراجع مقاومة النبات للجفاف الناتج عن الري السطحي.
تقييم خزانات المياه العميقة في التربة: خلال موسم الجفاف، يجب فهم قدرة تخزين المياه في التربة العميقة بشكل واضح لتحديد ما إذا كان بإمكان المحاصيل استخدام المياه العميقة، وبالتالي تأخير أو تقليل الري وتوفير موارد المياه الثمينة.
تحسين موضع التسميد: ضع الماء والأسمدة على عمق طبقة الجذور الرئيسية الممتصة للماء لتعزيز الاستخدام وتقليل الفاقد الناتج عن التسرب.

2. البحث وإدارة دورة المياه في أنظمة تناوب زراعة الأرز والأراضي الجافة
التطبيق: في حقول تناوب الأرز والأراضي الجافة (مثل الذرة)، يتم استخدامه لمراقبة عملية التسرب المائي الكاملة خلال فترة الفيضان، وانحسار المياه بعد جفافها، واستخدام المياه خلال فترة الأراضي الجافة.
القيمة: التقييم العلمي لحجم تسرب المياه في حقول الأرز، مما يوفر أساسًا للري الموفر للمياه ويمنع التسرب العميق للعناصر الغذائية؛ الحكم على حالة رطوبة التربة لتوجيه توقيت زراعة محاصيل الأراضي الجافة.

3. تحسين طبقة الجذور في الزراعة المحمية والخضراوات ذات القيمة العالية
التطبيق: في البيوت الزجاجية أو الحظائر، بالنسبة للمحاصيل مثل الطماطم والخيار، يجب تكوين طبقة مراقبة كثيفة نسبيًا (مثل طبقة واحدة كل 15 سنتيمترًا).
القيمة: التحكم الدقيق في تجانس الرطوبة في منطقة الجذور لمنع جفاف أو رطوبة بعض المناطق. ومن خلال تحليل نشاط الجذور على أعماق مختلفة، تم تحسين ارتفاع التلال وعمق شبكة الري بالتنقيط.

4. البحوث المتعلقة بالترميم البيئي وحفظ التربة والمياه
التطبيق: مراقبة ديناميكيات رطوبة التربة على أعماق مختلفة في مزارع الشاي المنحدرة، والمناطق المعرضة للتآكل أو حيث تكون هناك حاجة إلى استعادة الغطاء النباتي.
القيمة: تقييم قدرة الغطاء النباتي على استخدام مياه التربة على أعماق مختلفة، ودراسة العلاقة بين تسرب مياه الأمطار والجريان السطحي، وتوفير دعم البيانات لتدابير حفظ التربة والمياه.

5. التعامل مع الجفاف والتكيف مع تغير المناخ
التطبيق: إنشاء شبكة إقليمية لمراقبة مستوى رطوبة التربة.
القيمة: توفير تحذيرات من الجفاف لطبقات التربة المختلفة للدوائر الزراعية الحكومية والمزارعين، وتوجيه الري المقاوم للجفاف وتعديلات تخطيط المحاصيل، وتعزيز قدرة الزراعة على التكيف مع تغير المناخ.

رابعاً: القيم الأساسية: من "التكهنات الموضعية" إلى "الرؤية القطاعية"
اتخاذ القرارات العلمية في مجال الري: إن التحول من "ري الأرض" إلى "ري جذور المحاصيل"، وتحقيق إمدادات المياه الدقيقة بناءً على العمق، يمكن أن يزيد بشكل عام من كفاءة استخدام مياه الري بنسبة 25-40%.
تحسين صحة المحاصيل ومقاومتها للإجهاد: تعزيز نمو أنظمة الجذور العميقة وتحسين قدرة المحصول على تحمل الجفاف الموسمي.
الحد من الآثار البيئية السلبية: من خلال التحكم في تسرب المياه إلى ما دون نظام الجذور، يمكن الحد بشكل فعال من خطر تلوث المياه الجوفية الناجم عن الأسمدة الكيميائية والمبيدات الحشرية.
أصول البيانات عالية القيمة للإنتاج والبحث العلمي: تعد بيانات ملف تعريف التربة المتراكمة على المدى الطويل مورداً قيماً لا يمكن الاستغناء عنه لتحسين النماذج الزراعية، وزراعة الأصناف المقاومة للجفاف، وإجراء البحوث العلمية حول الزراعة الدقيقة.

خامساً: دراسة حالة تجريبية: إعادة تشكيل بيانات متعددة الطبقات لري مزارع نخيل الزيت
قامت إحدى مزارع نخيل الزيت الكبيرة في ماليزيا بتركيب نظام مراقبة الأنابيب HONDE ذي السبعة طوابق (حتى عمق 1.6 متر) في بعض أجزاء المزرعة. ويكشف تحليل البيانات ما يلي:
بعد الري التقليدي بالرش السطحي، تبقى كمية كبيرة من الماء في الطبقة السطحية من 0 إلى 30 سم، بينما لا يحصل نظام الجذور الرئيسي الممتص للماء في نخيل الزيت (40-100 سم) إلا على كمية صغيرة من الماء.
2. خلال موسم الجفاف، لا تزال التربة العميقة التي تقع تحت متر واحد تحتوي على كمية كبيرة من المياه المتاحة، ولكن لا يتم استغلالها بالكامل.

وبناءً على ذلك، قاموا بتعديل استراتيجية الري إلى الري العميق منخفض التردد، ودعموه بتغطية التربة بالنشارة لتقليل التبخر السطحي. بعد التعديل، وعلى الرغم من انخفاض استهلاك مياه الري بنسبة 30%، ظل محصول عناقيد نخيل الزيت الناضجة مستقرًا، وبفضل صحة جذورها، تحسنت قدرتها على التكيف مع موسم الجفاف بشكل ملحوظ.

خاتمة
في مسيرة تحقيق الأهداف الثلاثة المتمثلة في الإنتاجية والجودة واستدامة الموارد في الزراعة بجنوب شرق آسيا، بات الفهم العميق للنظم البيئية تحت سطح الأرض بُعدًا تنافسيًا جديدًا. يُمكّن نظام HONDE لمراقبة رطوبة التربة الأنبوبي متعدد الطبقات، والذي يُشبه "مسبارًا ذكيًا" يُغرس عميقًا في الأرض، المزارعين والمديرين من "رؤية" مسار الماء وبقائه في التربة بشكل مستمر وبديهي لأول مرة. وقد وضع هذا النظام حدًا لاتخاذ القرارات غير الدقيقة القائمة على الظواهر السطحية، ودشّن عهدًا جديدًا من الإدارة المتعمقة والدقيقة التي تستند إلى الاحتياجات الحقيقية لطبقة الجذور. لا يُعد هذا النظام مجرد تطوير لتقنية المراقبة، بل هو أيضًا تحول جذري في الزراعة الاستوائية من الإدارة "فوق السطح" إلى إدارة النظام البيئي بأكمله "تحت السطح". ومع التراكم المستمر للبيانات ودمج نماذج تحليل الذكاء الاصطناعي، من المؤكد أن تصبح هذه التدفقات التفصيلية لبيانات خصائص التربة البنية التحتية الرقمية الأساسية التي تدفع الزراعة في جنوب شرق آسيا للاستجابة لتغير المناخ وتحقيق الأمن المائي والغذائي.

نبذة عن هوندي: بصفتها شركة رائدة في مجال إنترنت الأشياء الزراعية وحلول التربة الرقمية، تُكرّس هوندي جهودها للكشف عن العمليات الرئيسية غير المرئية في الإنتاج الزراعي وتمكينها من خلال تقنيات استشعار مبتكرة. لدينا فهم عميق لتعقيدات الزراعة الاستوائية، ونلتزم بتزويد عملائنا بدعم اتخاذ القرارات القائم على البيانات، والذي يغطي دورة حياة المحاصيل بأكملها من خلال حلول مراقبة شاملة، بدءًا من النقاط الفردية وصولًا إلى القطاعات، ومن السطح إلى الطبقات العميقة. في رحلة إطلاق العنان لإمكانات أراضي جنوب شرق آسيا، تُبدي هوندي استعدادها لمشاركة بيانات معمقة معكم لمواكبة مستقبل الزراعة الدقيقة.

للحصول على مزيد من المعلومات حول أجهزة استشعار التربة، يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

واتساب: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com