มะเขือเทศ (Solanum lycopersicum L.) เป็นหนึ่งในพืชที่มีมูลค่าสูงในตลาดโลก และส่วนใหญ่ปลูกภายใต้ระบบชลประทาน การผลิตมะเขือเทศมักถูกขัดขวางโดยสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น สภาพภูมิอากาศ ดิน และทรัพยากรน้ำ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ได้รับการพัฒนาและติดตั้งทั่วโลกเพื่อช่วยให้เกษตรกรสามารถประเมินสภาพการเจริญเติบโต เช่น ความพร้อมของน้ำและสารอาหาร ค่า pH ของดิน อุณหภูมิ และสภาพภูมิประเทศ
ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับผลผลิตมะเขือเทศที่ต่ำ ความต้องการมะเขือเทศมีสูงทั้งในตลาดบริโภคสดและตลาดการผลิตเชิงอุตสาหกรรม (แปรรูป) ผลผลิตมะเขือเทศที่ต่ำพบได้ในภาคเกษตรกรรมหลายแห่ง เช่น อินโดนีเซีย ซึ่งส่วนใหญ่ยังคงยึดถือระบบการเกษตรแบบดั้งเดิม การนำเทคโนโลยีต่างๆ เช่น แอปพลิเคชันและเซ็นเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (IoT) เข้ามาใช้ ได้ช่วยเพิ่มผลผลิตของพืชผลหลายชนิด รวมถึงมะเขือเทศอย่างมีนัยสำคัญ
การขาดการใช้เซ็นเซอร์ที่หลากหลายและทันสมัยเนื่องจากข้อมูลไม่เพียงพอยังนำไปสู่ผลผลิตทางการเกษตรที่ต่ำอีกด้วย การจัดการน้ำอย่างชาญฉลาดมีบทบาทสำคัญในการหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของพืชผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสวนมะเขือเทศ
ความชื้นในดินเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่กำหนดผลผลิตมะเขือเทศ เนื่องจากจำเป็นต่อการถ่ายทอดสารอาหารและสารประกอบอื่นๆ จากดินสู่ต้นพืช การรักษาอุณหภูมิของต้นมะเขือเทศจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะส่งผลต่อความสุกของใบและผล
ความชื้นในดินที่เหมาะสมสำหรับต้นมะเขือเทศอยู่ระหว่าง 60% ถึง 80% อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการให้ผลผลิตมะเขือเทศสูงสุดอยู่ระหว่าง 24 ถึง 28 องศาเซลเซียส หากอุณหภูมิสูงกว่านี้ การเจริญเติบโตของพืชและการพัฒนาของดอกและผลจะต่ำกว่าเกณฑ์ หากสภาพดินและอุณหภูมิผันผวนอย่างมาก การเจริญเติบโตของพืชจะช้าและชะงักงัน และมะเขือเทศจะสุกไม่สม่ำเสมอ
เซ็นเซอร์ที่ใช้ในการปลูกมะเขือเทศ มีการพัฒนาเทคโนโลยีหลายอย่างเพื่อการจัดการทรัพยากรน้ำอย่างแม่นยำ โดยส่วนใหญ่ใช้เทคนิคการรับรู้แบบใกล้ชิดและแบบระยะไกล เซ็นเซอร์ที่ใช้ประเมินสภาพทางสรีรวิทยาของพืชและสภาพแวดล้อม ถูกนำมาใช้เพื่อประเมินปริมาณน้ำในพืช ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่ใช้การแผ่รังสีเทราเฮิรตซ์ร่วมกับการวัดความชื้น สามารถวัดแรงกดบนใบพืชได้
เซ็นเซอร์ที่ใช้ตรวจวัดปริมาณน้ำในพืชนั้นอาศัยเครื่องมือและเทคโนโลยีที่หลากหลาย ได้แก่ สเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์ไฟฟ้า สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใกล้ (NIR) เทคโนโลยีอัลตราโซนิก และเทคโนโลยีหนีบใบ เซ็นเซอร์ความชื้นในดินและเซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าใช้ตรวจวัดโครงสร้าง ความเค็ม และค่าการนำไฟฟ้าของดิน
เซ็นเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในดิน รวมถึงระบบรดน้ำอัตโนมัติ เพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุด มะเขือเทศจำเป็นต้องมีระบบรดน้ำที่เหมาะสม ปัญหาการขาดแคลนน้ำที่กำลังเติบโตเป็นภัยคุกคามต่อผลผลิตทางการเกษตรและความมั่นคงทางอาหาร การใช้เซ็นเซอร์ที่มีประสิทธิภาพจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าทรัพยากรน้ำจะถูกใช้อย่างเหมาะสมและเพิ่มผลผลิตพืชผลสูงสุด
เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินทำหน้าที่ประเมินความชื้นในดิน เซ็นเซอร์วัดความชื้นในดินที่พัฒนาขึ้นใหม่ประกอบด้วยแผ่นตัวนำสองแผ่น เมื่อแผ่นเหล่านี้สัมผัสกับตัวกลางที่นำไฟฟ้า (เช่น น้ำ) อิเล็กตรอนจากขั้วบวกจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วลบ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนี้จะสร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์ เซ็นเซอร์นี้จะตรวจจับการมีอยู่ของน้ำในดิน
ในบางกรณี เซ็นเซอร์วัดดินจะทำงานร่วมกับเทอร์มิสเตอร์ที่สามารถวัดได้ทั้งอุณหภูมิและความชื้น ข้อมูลจากเซ็นเซอร์เหล่านี้จะถูกประมวลผลและสร้างเอาต์พุตแบบสองทิศทางแบบเส้นเดียวที่ส่งไปยังระบบล้างอัตโนมัติ เมื่อข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นถึงเกณฑ์ที่กำหนด สวิตช์ปั๊มน้ำจะเปิดหรือปิดโดยอัตโนมัติ
ไบโอริสเตอร์ (Bioistor) คือเซ็นเซอร์ชีวอิเล็กทรอนิกส์ ไบโออิเล็กทรอนิกส์ถูกใช้เพื่อควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาของพืชและลักษณะทางสัณฐานวิทยา เมื่อเร็วๆ นี้ ได้มีการพัฒนาเซ็นเซอร์แบบ in vivo ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ไฟฟ้าเคมีอินทรีย์ (OECT) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ไบโอเรซิสเตอร์ (bioresistor) เซ็นเซอร์นี้ถูกนำมาใช้ในการเพาะปลูกมะเขือเทศเพื่อประเมินการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของน้ำเลี้ยงพืชที่ไหลผ่านไซเลมและโฟลเอมของต้นมะเขือเทศที่กำลังเติบโต เซ็นเซอร์ทำงานแบบเรียลไทม์ภายในร่างกายโดยไม่รบกวนการทำงานของพืช
เนื่องจากสามารถฝังไบโอเรซิสเตอร์ลงในลำต้นพืชได้โดยตรง จึงช่วยให้สามารถสังเกตกลไกทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของไอออนในพืชภายใต้สภาวะเครียดต่างๆ เช่น ภัยแล้ง ความเค็ม ความดันไอที่ไม่เพียงพอ และความชื้นสัมพัทธ์สูงได้ ไบโอสตอร์ยังใช้สำหรับตรวจจับเชื้อโรคและควบคุมศัตรูพืช เซ็นเซอร์นี้ยังใช้ตรวจสอบสถานะน้ำของพืชอีกด้วย
เวลาโพสต์: 01 ส.ค. 2567