Ерлан Жумабаев 
Ученые Калифорнийского университета в Риверсайде разработали систему точного картирования влажности почвы, которая позволяет фермерам сократить расход воды в условиях растущего климатического дефицита. Исследование предлагает технологическое решение проблемы избыточного орошения сельскохозяйственных угодий. Проект реализован под руководством исследователей из университетского «Центра сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды».
Управление водными ресурсами остается одной из главных проблем аграрного сектора в засушливых регионах, включая Калифорнию. Традиционный подход предполагает использование стационарных датчиков влажности, которые устанавливаются под землей. Из-за высокой стоимости такие устройства размещают лишь на нескольких участках фермы. Это вынуждает аграриев экстраполировать локальные данные на обширные территории, что существенно снижает точность оценки гидрологической ситуации.
Даже при равномерном распределении воды через спринклерные системы доступность влаги для растений варьируется в пределах одного поля. Ключевым фактором выступает текстура почвы. Мелкодисперсные грунты удерживают воду лучше за счет большей площади поверхности частиц, тогда как песчаные участки способствуют быстрому дренажу. В результате соседние деревья могут находиться в принципиально разных условиях.
Новая технология заменяет точечные измерения детальными картами распределения влаги. Автономный роботизированный комплекс перемещается по фруктовому саду и фиксирует электропроводность почвы. Этот параметр напрямую зависит от уровня влажности, а также содержания солей и глины. Полученные показатели объединяются с данными стационарных датчиков. На основе этой информации формируется статистическая модель, которая рассчитывает точный объем необходимой воды для каждого отдельного дерева.
Поддержание оптимального уровня влажности критично для состояния посадок. Дефицит воды ослабляет деревья, а избыток – перекрывает доступ кислорода к корневой системе. Кроме того, точечное орошение снижает риск загрязнения окружающей среды. При чрезмерном поливе удобрения вымываются за пределы корневой зоны и попадают в грунтовые воды. Строгое дозирование влаги предотвращает фильтрацию химикатов в подземные водоносные горизонты.
Разработка комплекса велась с 2019 года. На данный момент исследователи запатентовали метод взаимодействия робота с подземными сенсорами без искажения их показаний. Дальнейшие этапы предполагают тестирование оборудования на коммерческих предприятиях, для чего потребуются модификации платформ, способные функционировать в сложных погодных условиях. Повсеместное применение подобных систем поможет аграриям адаптироваться к росту тарифов на воду и жестким экологическим нормативам.
