في خضم التحول الذي يشهده الإنتاج الزراعي العالمي نحو الرقمنة والدقة، بات الفهم الشامل لبيئة نمو المحاصيل ركيزة أساسية للإدارة الزراعية الحديثة. فالبيانات المناخية أو بيانات التربة السطحية وحدها لا تكفي لتلبية متطلبات القرارات الزراعية المعقدة. لذا، ابتكرت شركة هوندي نظامًا متكاملًا يجمع بين أجهزة استشعار درجة حرارة ورطوبة التربة الأنبوبية، ومحطات الأرصاد الجوية الزراعية المتخصصة، وأنظمة جمع ونقل البيانات بتقنية LoRaWAN واسعة النطاق ومنخفضة الطاقة، لتُنشئ بذلك نظامًا ذكيًا متكاملًا للرؤية التعاونية في مجال الزراعة الذكية، يربط بين الفضاء والأرض والشبكة. لا يقتصر دور هذا النظام على تحقيق المراقبة المتزامنة ثلاثية الأبعاد لمناخ غطاء المحاصيل وظروف المياه والحرارة في طبقة الجذور، بل يوفر أيضًا بنية تحتية موثوقة واقتصادية وشاملة للبيانات، تُمكّن من الإدارة الدقيقة للمزارع واسعة النطاق عبر شبكة إنترنت الأشياء الفعّالة.
أولاً: بنية النظام: التكامل المثالي بين الإدراك ثلاثي الأبعاد والنقل الفعال
1. الإدراك القائم على الفضاء: محطة هوندي للأرصاد الجوية الزراعية المتخصصة
الوظائف الأساسية: المراقبة في الوقت الحقيقي للعناصر المناخية الرئيسية مثل درجة حرارة الهواء والرطوبة وسرعة الرياح واتجاه الرياح والإشعاع النشط الضوئي وهطول الأمطار والضغط الجوي.
القيمة الزراعية: فهي توفر مدخلات أساسية لحساب التبخر النتحي للمحاصيل، وتقييم موارد الطاقة الضوئية، والتحذير من الأحوال الجوية الكارثية (الصقيع، والرياح القوية، والأمطار الغزيرة)، والحكم على الظروف الجوية لحدوث الآفات والأمراض.
2. استشعار الأساسات: مستشعر هوندي الأنبوبي لدرجة حرارة ورطوبة التربة
إنجاز تكنولوجي: من خلال اعتماد تصميم أنبوبي فريد، فإنه يتيح مراقبة مستمرة لمحتوى الرطوبة الحجمية للتربة ودرجة الحرارة في نقاط مفردة وأعماق متعددة (مثل 10 سم، 20 سم، 40 سم، 60 سم).
القيم الأساسية
نظرة ثاقبة على ديناميكيات المياه: عرض واضح لعمق تسرب المياه بعد الري أو هطول الأمطار، والطبقة الفعلية الممتصة للمياه في نظام الجذر، والتوزيع الرأسي لخزانات التربة، متجاوزًا بكثير القدرة المعلوماتية لأجهزة الاستشعار أحادية النقطة.
مراقبة تدرج درجة حرارة الأرض: تعتبر بيانات درجة حرارة طبقات التربة المختلفة ضرورية لإنبات البذور ونمو الجذور والأنشطة الميكروبية.
3. الشبكة العصبية: نظام هوندي لاكتساب البيانات ونقلها بتقنية LoRaWAN
جمع البيانات في الموقع: يقوم جامع البيانات منخفض الطاقة بربط محطة الأرصاد الجوية والمستشعر الأنبوبي، وهو المسؤول عن تجميع البيانات وتغليف البروتوكول.
الإرسال واسع النطاق: يتم إرسال البيانات التي تم جمعها إلى بوابة LoRaWAN المنتشرة في أعلى نقطة أو مركز المزرعة عبر تقنية LoRa اللاسلكية.
تجميع البيانات السحابية: تقوم البوابة بتحميل البيانات إلى منصة الزراعة الذكية السحابية عبر شبكة الجيل الرابع/الألياف الضوئية. وقد أصبحت تقنية LoRaWAN، بفضل ميزاتها من حيث المدى الطويل (3-15 كيلومترًا) واستهلاك الطاقة المنخفض والسعة الكبيرة، خيارًا مثاليًا لربط نقاط المراقبة اللامركزية.
ثانيًا: التطبيقات التعاونية: سيناريوهات ذكاء البيانات حيث يكون مجموعها أكبر من 3 (1+1+1>3).
تحسين قرارات الري بشكل جذري - قفزة من "الكمية" إلى "الجودة"
النموذج التقليدي: يعتمد الري فقط على رطوبة التربة السطحية أو على نقطة بيانات أرصاد جوية واحدة.
الوضع التعاوني
توفر محطة الأرصاد الجوية بيانات عن الطلب على التبخر في الوقت الفعلي (ET0).
يوفر المستشعر الأنبوبي سعة تخزين المياه الفعلية لطبقة الجذور وعمق تسرب المياه.
اتخاذ القرارات في النظام: بعد تحليل شامل، لا يقتصر دور النظام على تحديد "ما إذا كان الري ضروريًا"، بل يحدد بدقة "كمية المياه اللازمة للري" لتحقيق عمق التسرب الأمثل، وتجنب الري السطحي أو التسرب العميق. على سبيل المثال، في الأيام ذات معدل التبخر المنخفض، حتى لو كانت التربة السطحية جافة بعض الشيء، يمكن تأجيل الري إذا كانت رطوبة التربة العميقة كافية. في المقابل، في الأيام ذات معدل التبخر المرتفع، من الضروري ضمان كفاية كمية المياه للري لتعويض النتح والتبخر وترطيب طبقة الجذور الرئيسية.
الفوائد: من المتوقع أن يؤدي ذلك إلى تحسين تأثيرات توفير المياه بنسبة 10-25% وتعزيز النمو الصحي لأنظمة الجذور.
2. التنبؤ الدقيق والدفاع المناطقي ضد الكوارث الصقيعية
نظام الإنذار المبكر التعاوني: عندما ترصد محطة الأرصاد الجوية اقتراب درجة الحرارة من نقطة التجمد، يتم إطلاق إنذار مبكر. عند هذه النقطة، يستدعي النظام بيانات درجة حرارة السطح والتربة الضحلة من أجهزة الاستشعار الأنبوبية الموجودة في مواقع مختلفة.
الحكم الدقيق: نظرًا لأن رطوبة التربة لها تأثير كبير على درجة حرارة الأرض (التربة الرطبة لها سعة حرارية نوعية كبيرة وتبرد ببطء)، يمكن للنظام تحديد المناطق في الحقل بدقة (المناطق الجافة) التي تشهد انخفاضًا أسرع في درجة حرارة الأرض وخطرًا أكبر للصقيع.
الاستجابة المقسمة إلى مناطق: يمكنها توجيه تفعيل التدابير المحلية مثل مراوح مكافحة الصقيع والري في المناطق عالية الخطورة، بدلاً من عمليات الموقع بالكامل، لتوفير الطاقة والتكاليف.
3. الإدارة المتكاملة للمياه والأسمدة وإدارة الأملاح
يمكن لأجهزة الاستشعار الأنبوبية مراقبة انتقال الأملاح في قطاع التربة قبل الري وبعده.
وبدمج البيانات المناخية (مثل ما إذا كان هناك تبخر سطحي قوي ناتج عن ارتفاع درجة الحرارة والرياح القوية بعد الري)، يمكن للنظام أن يحذر من خطر "عودة الملح" حيث يتراكم الملح في الطبقة السطحية مع تبخر المياه، ويوصي بالري الدقيق اللاحق لعملية الغسل.
4. معايرة نموذج المحاصيل والتنبؤ بالمحصول
دمج البيانات: توفير بيانات مناخية متطابقة مكانيًا وزمانيًا عالية الدقة للغطاء النباتي وبيانات بيئة التربة لطبقة الجذور المطلوبة لنماذج نمو المحاصيل.
تحسين النموذج: تعزيز دقة محاكاة نمو المحاصيل والتنبؤ بالإنتاجية بشكل كبير، مما يوفر أساسًا موثوقًا به لتخطيط المزارع والتأمين والعقود الآجلة.
ثالثًا: المزايا التقنية: لماذا يُعد هذا النظام الخيار المفضل للمزارع واسعة النطاق؟
أبعاد البيانات الكاملة: الحصول في وقت واحد على عوامل المناخ "السماوية" واستجابات ملف تعريف التربة "تحت الأرض" لتشكيل حلقة مغلقة لاتخاذ القرار.
تتميز تغطية الشبكة بالكفاءة الاقتصادية: يمكن لبوابة LoRaWAN واحدة أن تغطي المزرعة الكبيرة بأكملها، بدون تكاليف أسلاك، واستهلاك منخفض للغاية لطاقة الاتصال، ويمكنها العمل لفترة طويلة مع إمدادات الطاقة الشمسية، بتكلفة إجمالية منخفضة للملكية.
معلومات الملف الشخصي لا يمكن الاستغناء عنها: بيانات الملف الشخصي الرأسي التي يوفرها المستشعر الأنبوبي هي المصدر المباشر الوحيد للبيانات لإدارة التدابير الزراعية العميقة مثل تجديد المياه العميقة ومقاومة الجفاف والحفاظ على المياه وتحسين التربة المالحة والقلوية.
النظام مستقر وموثوق: تصميم صناعي، مناسب للبيئات الزراعية القاسية؛ تتمتع تقنية LoRa بقدرة قوية على مقاومة التداخل، مما يضمن استقرار وصلة البيانات.
رابعًا: دراسة حالة تجريبية: الأنظمة التعاونية تُسهّل الإدارة المتميزة في مزارع الكروم
قامت إحدى مزارع العنب الفاخرة في تشيلي بتطبيق هذا النظام التعاوني لتحسين دقة الري وجودة الثمار. ومن خلال تحليل بيانات موسم النمو، اكتشفت المزرعة ما يلي:
تشير بيانات محطة الأرصاد الجوية إلى أن الفرق في درجة الحرارة بين النهار والليل ومدة سطوع الشمس خلال فترة تغير اللون هما العاملان الرئيسيان.
2. تُظهر أجهزة الاستشعار الأنبوبية أن الحفاظ على إجهاد مائي معتدل على عمق 40-60 سم في قطاع التربة هو الأكثر ملاءمة لتراكم المواد الفينولية.
3. استنادًا إلى توقعات الطقس المستقبلية وظروف رطوبة التربة في الوقت الفعلي، قام النظام بتنفيذ استراتيجية الري "التحكم في المياه" بدقة خلال فترة تغير اللون.
في نهاية المطاف، حظي عمق وتعقيد نبيذ هذا العام بإشادة واسعة من نقاد النبيذ. قال مهندس الزراعة في المزرعة: "في الماضي، كنا نعتمد على الخبرة لتقييم حالة نظام الجذور. أما الآن، فيمكننا رؤية توزيع وحركة الماء في التربة". يُمكّننا هذا النظام من "تشكيل" بيئة نمو العنب بدقة، وبالتالي "تصميم" نكهة النبيذ.
خاتمة
يعتمد تطوير الزراعة الذكية على فهم شامل وعميق لبيئة نمو المحاصيل. وقد أنشأ نظام HONDE، الذي يدمج محطات الأرصاد الجوية الزراعية، وأجهزة استشعار التربة الأنبوبية، وتقنية إنترنت الأشياء LoRaWAN، خريطة رقمية ثلاثية الأبعاد ومترابطة تمتد من مناخ الغطاء النباتي إلى تربة الجذور. ولا يقتصر دوره على توفير المزيد من نقاط البيانات فحسب، بل يكشف أيضًا عن المنطق الكامن وراء "كيفية تأثير الأرصاد الجوية على التربة" و"كيفية استجابة التربة للعمليات الزراعية" من خلال الربط المكاني والزماني والتحليل التعاوني للبيانات. ويمثل هذا نقلة نوعية في إدارة المزارع، إذ ينتقل من الاستجابة لمؤشرات معزولة إلى التحسين الشامل والتنظيم الفعال لنظام "التربة-النبات-الغلاف الجوي" المتكامل، مما يوفر حلاً عمليًا مرجعيًا للزراعة الحديثة عالميًا لتحقيق الاستخدام الأمثل للموارد، والتحكم الدقيق في المخاطر، وتعزيز قيمة المنتج.
نبذة عن هوندي: بصفتها شركة رائدة في حلول أنظمة الزراعة الذكية، تلتزم هوندي بتزويد عملائها بخدمة متكاملة لسلسلة القيمة، بدءًا من الاستشعار الدقيق والنقل الموثوق وصولًا إلى اتخاذ القرارات الذكية من خلال التكامل التكنولوجي متعدد التخصصات. نؤمن بأن تحقيق التكامل بين بيانات الأرض والفضاء هو السبيل الوحيد لإطلاق العنان للإمكانات الكاملة للزراعة الرقمية وتمكين التنمية المستدامة للإنتاج الزراعي.
للحصول على مزيد من المعلومات حول محطات الأرصاد الجوية وأجهزة استشعار التربة،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
واتساب: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com
تاريخ النشر: 15 ديسمبر 2025