土壤传感器将如何改变农业?

村田土壤传感器如何改变农业

土壤传感器将如何改变农业?

农业的理想之一就是“文化发展、环境、经济、生物和地区能平衡保持可持续性”。村田制作所现已开始批量生产能为实现这一理想做出贡献的高性能土壤传感器。设施园艺、果树和露地的灌溉管理也将实现智能化。

解决哪些农业生产课题?

现在,一部分设施园艺生产者在农作物种植期间,使用土壤传感器随时测量栽培基质的含水量和肥料浓度等,并对测量数值进行适当管理,正在通过这种方法提高产量,保持高质量,高效化。

除了设施园艺,在露地蔬菜栽培和果树栽培等方面开展这种高度栽培管理的时代或许也会到来。村田已从2022年5月开始批量生产能为这种未来的智能农业做出贡献的高性能土壤传感器。开发该产品的背景之一是因为村田怀有一个心愿,那就是“想解决日本农业界正在面临的课题”。

日本生产的农作物种类繁多,从水稻到露地蔬菜和根菜,从设施园艺到果树。但是,支撑日本农业的农业从事者在趋于老龄化的同时,人数也在减少,并且这些现象在不断加速,日本农业的可持续性正面临着严峻的考验。作为应对措施之一,目前备受关注的就是智能农业。智能农业是指活用机器人技术和信息通信技术(ICT),实现节省劳动力、精密化和高质量生产的新型农业。另外,从全球范围来看,气候变化引起的盐害灾害越发严重,盐害应对措施已成为迫在眉睫的课题。村田为了向解决此类社会课题略尽绵力,于是开发出了可长期监测农田状态的本产品。

为什么决定开发土壤传感器?

目前市场上已经有很多土壤传感器,而村田最初是为支援灾后重建而决定开发最初期的土壤传感器。关于这件事的背景,功能设备事业部商品技术部开发营销科的大场义之为我们进行了讲述:

“这个土壤传感器原本是作为东日本大地震后的灾后复兴项目而开发的。东北地区沿岸部的水田和农田因海啸发生了水涝,继而遭受到盐害。村田想帮助他们开展灾后复兴,怀着这样的想法开始进行开发。并且,我们一直以来不断将传感器进行优化,使其成为了能对全球气候变化导致的环境问题做出贡献且适用于农业智能化的传感器。传感器的功能固然重要,但我们更重视的是它所创造出的附加价值。”

特点:耐用性强,高精度

土壤传感器将如何改变农业?

图片展示的是村田已经开始批量生产的村田的土壤传感器。该款传感器的一个主体中内置有3个传感器,可以在土壤中和水中同时测量EC(电导度)、含水率、温度这3个参数。EC传感器在该领域内首次使用了9个电极,通过多种测量模式,消除了不确定性,即实现了高精度。

在开发过程中,我们重点考虑的是耐用性和EC的精度。“从开发用于震灾复兴的初期土壤传感器时开始,耐用性就是一个课题。同时,一直都是市场上的土壤传感器未能解决的课题。我们从设计到生产工序进行了重新审视,以此解决了这个问题。”

“该传感器的主体采用了耐候性强的树脂,构造上做到了防止电线与主体、主体之间的缝隙进水,还采用了防腐金属并考虑到了电压,乍一看虽然看不出来,但我们认真仔细地探讨到细节部分,之后才进行了产品化。土壤传感器当然必须要能承受土壤的化学性和生物性,以及设置时的物理性。针对这些方面的耐用性,我们在各种环境下完成了验证,范围包括从日本北边的北海道到南边的冲绳,以及从赤道附近到欧洲。”

“我们尤其对EC的精确度信心十足。土壤由土粒、空气、间隙水这三种成分构成,但如果使用较少的电极测量,一旦电极之间夹杂石粒或空气层,就无法准确测量。另外,EC值还会受到含水量和离子量的影响。所以本公司的土壤传感器采用了9个电极,以求达到高精度,同时通过特有的算法,已经能够测量出准确的EC值。因此能够单独测量到肥料的量。”

世界各地各种农业现场进行的实证

具备高耐用性和高精度的土壤传感器在全世界反复进行试验和实证实验后,终于于2022年5月投入批量生产。这距离2012年灾后复兴项目起步时已经过去了十年。这十年的开发期,正是村田稳妥开发出本产品的证明。我们为了在多样化的农业生产环境中解决各种课题,一直以来都在开展该土壤传感器的验证。

例如,宫崎县西都市的青椒种植者小组“黑生野农业研究会”在温室内的滴灌养液土耕栽培中导入了土壤传感器(结合RightARM(TERRACE MILE公司的农业经营云服务)),通过该方法获得了生产力约提高10%的经营效果。

另外,卡乐比马铃薯公司将土壤传感器导入到马铃薯栽培中,根据传感器的数值,不仅实现了高效的灌溉作业,产量也提高了1.6倍。

并且,我们目前正在开展的一个验证是,将传感器活用在果树栽培方面。在果树栽培上,土壤含水量很大程度上影响着水果质量。比如柑橘,适度地对其施加干燥压力,可以增加柑橘糖分,但如果水分不足,柑橘表面就会产生褶皱等,导致质量下降。另外,在柿子栽培方面,众所周知如果水分过多,柿子就会裂开。村田一直以来坚持在柿子农田里进行实证实验,力求提高柿子的质量。

村田将通过提供高性能土壤传感器等,为解决农业生产者的烦恼、世界各地农业文化的发展、解决食品危机问题做出贡献。

关于村田

株式会社村田制作所是一家进行基于陶瓷的无源电子元件与解决方案、通信模块和电源模块之设计、制造与销售的全球领先企业。村田致力于开发先进的电子材料以及领先的多功能和高密度模块。公司的员工和制造基地遍布世界各地。

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