نظام هوندي الذكي لاستشعار التربة: إنشاء "إنترنت الأشياء تحت الأرض" للزراعة الرقمية، مما يُمكّن من اتخاذ قرارات دقيقة من الجذور

في إطار الرؤية الشاملة للزراعة الذكية، تطورت رؤيتنا للسماء (علم الأرصاد الجوية) بشكل ملحوظ، لكن لا تزال هناك فجوة بيانات هائلة في فهمنا للأرض (التربة). فالتربة، باعتبارها أساس نمو المحاصيل ومصدرًا لمصادر المياه المغذية، تتمتع بديناميكية داخلية معقدة تفوق بكثير تعقيد مناخ سطح الأرض. يعمل نظام استشعار التربة للزراعة الذكية، الذي أطلقته شركة هوندي، على تحويل هذه "القارة المظلمة" إلى تدفقات بيانات واضحة وفورية وقابلة للتنفيذ، وذلك بفضل شبكة مراقبة ثلاثية الأبعاد متعددة المستويات والمعايير، ليصبح بذلك المحرك الأساسي الذي يدفع الزراعة الدقيقة من مرحلة "الإدراك" إلى مرحلة "التنفيذ".

أولاً: مفهوم النظام: من القياس أحادي النقطة إلى الإدراك البيئي للملف الشخصي
غالباً ما تكون عمليات رصد التربة التقليدية معزولة ومن نقطة واحدة. أما نظام HONDE فيبني نظام إدراك ثلاثي الأبعاد ومتصل بشبكة.
البعد الرأسي: باستخدام مجسات ذات أطوال مختلفة (مثل 6 سم، 10 سم، 20 سم، و30 سم)، تتم مراقبة الرطوبة ودرجة الحرارة والتوصيل الكهربائي (الملوحة) للطبقة السطحية وطبقة الجذور النشطة وطبقة التربة السفلية في وقت واحد، ويتم رسم مخططات المقطع العرضي الرأسي لنقل المياه وتراكم الملوحة.
البعد الأفقي: نشر عقد الاستشعار في نمط شبكي في الحقل للكشف عن التباين المكاني الناتج عن عوامل مثل نسيج التربة، وانتظام الري، والتضاريس، مما يوفر أساسًا لخريطة الوصفات الطبية للعمليات المتغيرة.
أبعاد المعلمات: من خلال دمج أحدث تقنيات الاستشعار، يمكن توسيع بعض النماذج المتطورة لمراقبة ديناميكيات درجة حموضة التربة والعناصر الغذائية الرئيسية (مثل النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم)، مما يحقق تشخيصًا شاملاً من البيئة الفيزيائية إلى البيئة الكيميائية.

ثانياً: التكنولوجيا الأساسية: "حارس تحت الأرض" موثوق ودقيق وذكي
استشعار عالي الدقة ومتانة فائقة: باستخدام مستشعرات تعتمد على مبادئ مثل انعكاس المجال الترددي (FDR)، يضمن هذا الجهاز قياسًا مستقرًا طويل الأمد لمحتوى الماء الحجمي. صُنع المسبار من مواد مقاومة للتآكل، ومكوناته الإلكترونية محكمة الإغلاق تمامًا، مما يجعله مناسبًا للبيئات القاسية حيث يمكن دفنه لفترات طويلة.
بنية إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة: تُغذّى عقد الاستشعار بالطاقة الشمسية أو بطاريات الليثيوم طويلة الأمد. ومن خلال تقنيات لاسلكية مثل LoRa وNB-IoT و4G، تُنقل البيانات في الوقت الفعلي إلى السحابة، مما يحقق تغطية واسعة ونشرًا بدون أسلاك.
الحوسبة الطرفية والإنذار المبكر الذكي: بفضل الخوارزميات الذكية، يمكنها تشغيل إشارات الإنذار المبكر محليًا بناءً على عتبات محددة مسبقًا (مثل خطوط الإنذار بالجفاف وقيم مخاطر الملح)، وربط صمامات الري مباشرة لتحقيق حلقة مغلقة سريعة من "المراقبة - السحابة - اتخاذ القرار - الإجراء".

ثالثًا: سيناريوهات التطبيق الأساسية والقيم في الزراعة الذكية
"جهاز التحكم الأمثل" للري الذكي
يُعدّ هذا التطبيق الأكثر مباشرة وفائدةً لأجهزة استشعار التربة. يُحدث هذا النظام ثورةً في قرارات الري من خلال المراقبة الآنية لتوتر رطوبة التربة أو محتوى الماء في طبقة الجذور.
الري عند الطلب: ابدأ الري فقط عندما تحتاج المحاصيل إليه فعلاً. بالمقارنة مع النماذج القائمة على الوقت أو الخبرة، يمكن لهذا النظام توفير ما بين 20 و40% من المياه في المتوسط.
تحسين استراتيجيات الري: بناءً على بيانات المياه من أعماق مختلفة، قم بتوجيه تنفيذ "الري العميق لتعزيز نمو الجذور" أو "الري الضحل لتجديد الرطوبة"، مما يؤدي إلى تشكيل نظام جذري أكثر قوة.
منع التسرب والجريان السطحي: تجنب فقدان العناصر الغذائية وهدر المياه الناتج عن الري المفرط.

2. "أخصائي التغذية" في الإدارة المتكاملة للمياه والأسمدة
عندما يدمج النظام مستشعرات الملح (EC) والمغذيات، تتضاعف قيمته بشكل أكبر:
التسميد الدقيق: مراقبة تركيز الأيونات في محلول التربة لتحقيق إضافة دقيقة للأسمدة بناءً على معدل امتصاص المحاصيل، مما يزيد من استخدام الأسمدة بنسبة 15-30%.
الإنذار المبكر وإدارة أضرار الملح: مراقبة قيم التوصيل الكهربائي في الوقت الفعلي، وبدء برنامج الغسيل تلقائيًا قبل أن يؤدي تراكم الملح إلى الإضرار بنظام الجذر لحماية صحة المحصول.
تحسين تركيبات التسميد: تساعد البيانات طويلة الأجل في تعديل تركيبات المياه والأسمدة لتلبية احتياجات أنواع التربة والمحاصيل المحددة بشكل أفضل.

3. "أداة التشخيص المبكر" لصحة التربة وصحة المحاصيل
تحذير من الإجهاد: قد تشير التغيرات غير الطبيعية في درجة حرارة التربة إلى تلف ناتج عن الصقيع أو الحرارة. وقد تشير التغيرات المفاجئة في الرطوبة إلى أمراض الجذور أو تسربات الأنابيب.
إرشادات التدابير الزراعية: مراقبة رطوبة التربة وتحديد أفضل وقت للحرث أو البذر أو الحصاد؛ تقييم آثار تدابير الحراثة المحافظة مثل التغطية وعدم الحراثة من خلال البيانات طويلة الأجل.
إدارة التربة القائمة على البيانات: إنشاء أرشيفات رقمية للتربة في الحقل، وتتبع التغيرات طويلة الأجل في المادة العضوية للتربة والملوحة وغيرها من المؤشرات، وتوفير أساس لإدارة مستدامة للأراضي.

4. "مُرَابط البيانات" لتحسين المخرجات والجودة
من خلال إجراء تحليل ارتباط البيانات الضخمة على بيانات البيئة التربية طوال موسم النمو مع خريطة المحصول النهائية وبيانات فحص الجودة (مثل محتوى السكر ومحتوى البروتين)، يمكن الكشف عن عوامل التربة الرئيسية التي تؤثر على محصول وجودة المحاصيل، وبالتالي تحسين تدابير الإدارة بشكل عكسي وتحقيق "التربية والزراعة القائمة على البيانات".

مزايا النظام الوريدي والعائد على الاستثمار
ثورة في صنع القرار: تحويل النموذج القائم على الخبرة للري والتسميد من "محدد زمنيًا وكميًا" إلى نموذج قائم على البيانات "عند الطلب ومتغير".
خفض التكاليف وتحسين الكفاءة: توفير مباشر لتكاليف المياه والأسمدة والطاقة والعمالة، وفترة استرداد الاستثمار عادة ما تكون من موسم زراعي واحد إلى ثلاثة مواسم.
تحسين الجودة واستقرار الإنتاج: من خلال الحفاظ على بيئة منطقة الجذور المثلى، والحد من إجهاد المحاصيل، وتعزيز اتساق المنتجات الزراعية ومعدل تسويقها.
صديق للبيئة: يقلل بشكل كبير من التلوث الزراعي غير المحدد المصدر، مما يساهم في تحقيق أهداف الزراعة الخضراء والحياد الكربوني.
قابلية التوسع: باعتبارها نقطة إدخال البيانات الأساسية لإنترنت الأشياء الزراعية، يمكن دمجها بسهولة مع محطات الأرصاد الجوية والطائرات بدون طيار وأنظمة القيادة الذاتية للآلات الزراعية لبناء عقل مزرعة رقمي كامل.

خامساً: دراسة حالة تجريبية: حصاد قائم على البيانات
قامت مزرعة كبيرة لزراعة الذرة وفول الصويا في الغرب الأوسط الأمريكي بتطبيق شبكة أجهزة استشعار التربة HONDE. وكشف النظام أن حوالي 15% من مساحة الحقل نفسه تعاني من ضعف ملحوظ في قدرة التربة على الاحتفاظ بالماء. وبفضل استراتيجية الري الدقيقة، تلقت هذه المناطق كميات أكبر من الري، بينما انخفضت كمية المياه في المناطق ذات القدرة العالية على الاحتفاظ بالماء تبعًا لذلك. وبعد موسم زراعي واحد، لم توفر المزرعة 22% من المياه فحسب، بل زادت أيضًا من استقرار إجمالي إنتاجية الحقل بنسبة 18%، إذ قضت على مشكلة انخفاض الإنتاج الناجمة عن الإجهاد الناتج عن الجفاف المحلي. وقال المزارع: "ما نديره الآن ليس مجرد حقل واحد، بل آلاف مؤلفة من وحدات التربة الصغيرة ذات الاحتياجات المتنوعة".

خاتمة
يتمثل الهدف الأسمى للزراعة الذكية في إدارة الإنتاج الزراعي كما لو كان مصنعًا دقيقًا. والتربة هي ورشة العمل وخط الإنتاج لهذا "المصنع البيولوجي". وقد زوّد نظام HONDE الذكي لاستشعار التربة كل ركن من أركان هذه الورشة بأجهزة مراقبة ومفاتيح تحكم. فهو يجعل ما هو غير مرئي مرئيًا، والمعقد قابلًا للتحكم، والتجريب قابلًا للحساب. وهذا ليس مجرد تقدم تكنولوجي، بل هو أيضًا تحول في علاقات الإنتاج، إذ يرتقي بالمزارعين من مجرد "عمال أرض" إلى "مديري بيانات ومحسني النظام البيئي للتربة"، مما يمهد طريقًا واضحًا قائمًا على البيانات للتنمية المستدامة للزراعة العالمية في ظل محدودية الموارد.

نبذة عن هوندي: بصفتها شركة رائدة في بناء البنية التحتية الزراعية الرقمية، تركز هوندي على تحويل الأراضي الزراعية إلى أصول رقمية قابلة للحوسبة والتحسين من خلال الاستشعار الموثوق والاتصال الفعال والتحليل الذكي. ونؤمن بأن الرقمنة الشاملة للتربة هي المفتاح الأساسي لفتح آفاق مستقبل الزراعة.

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