Os sensores de solo axudan aos agricultores a avaliar as condicións de cultivo como a dispoñibilidade de auga e nutrientes, o pH do solo, a temperatura e a topografía.

O tomate (Solanum lycopersicum L.) é un dos cultivos de maior valor no mercado mundial e cultívase principalmente baixo regadío. A produción de tomate adoita verse prexudicada por condicións desfavorables como o clima, o solo e os recursos hídricos. Desenvolvéronse e instaláronse tecnoloxías de sensores en todo o mundo para axudar aos agricultores a avaliar as condicións de cultivo como a dispoñibilidade de auga e nutrientes, o pH do solo, a temperatura e a topoloxía.
Factores asociados á baixa produtividade dos tomates. A demanda de tomates é alta tanto nos mercados de consumo en fresco como nos mercados de produción industrial (de procesamento). Obsérvanse baixos rendementos de tomate en moitos sectores agrícolas, como en Indonesia, que se adhire en gran medida aos sistemas agrícolas tradicionais. A introdución de tecnoloxías como as aplicacións e os sensores baseados na Internet das Cousas (IoT) aumentou significativamente o rendemento de varios cultivos, incluídos os tomates.
A falta de uso de sensores heteroxéneos e modernos debido á información insuficiente tamén leva a baixos rendementos na agricultura. Unha xestión intelixente da auga xoga un papel importante para evitar a perda das colleitas, especialmente nas plantacións de tomate.
A humidade do solo é outro factor que determina o rendemento do tomate, xa que é esencial para a transferencia de nutrientes e outros compostos do solo á planta. Manter a temperatura da planta é importante, xa que afecta á maduración das follas e os froitos.
A humidade óptima do solo para as plantas de tomate está entre o 60 % e o 80 %. A temperatura ideal para a produción máxima de tomate está entre os 24 e os 28 graos Celsius. Por riba deste rango de temperatura, o crecemento da planta e o desenvolvemento de flores e froitos non son óptimos. Se as condicións do solo e as temperaturas flutúan moito, o crecemento da planta será lento e atrofiado e os tomates madurarán de forma desigual.
Sensores empregados no cultivo de tomate. Desenvolvéronse varias tecnoloxías para a xestión precisa dos recursos hídricos, baseadas principalmente en técnicas de teledetección e proximal. Para determinar o contido de auga nas plantas, utilízanse sensores que avalían o estado fisiolóxico das plantas e o seu contorno. Por exemplo, os sensores baseados na radiación de terahercios combinados con medicións de humidade poden determinar a cantidade de presión sobre a lámina.
Os sensores empregados para determinar o contido de auga nas plantas baséanse nunha variedade de instrumentos e tecnoloxías, como a espectroscopia de impedancia eléctrica, a espectroscopia de infravermello próximo (NIR), a tecnoloxía ultrasónica e a tecnoloxía de fixación de follas. Os sensores de humidade do solo e os sensores de condutividade utilízanse para determinar a estrutura, a salinidade e a condutividade do solo.
Sensores de humidade e temperatura do solo, así como un sistema de rego automático. Para obter un rendemento óptimo, os tomates requiren un sistema de rego axeitado. A crecente escaseza de auga ameaza a produción agrícola e a seguridade alimentaria. O uso de sensores eficientes pode garantir un uso óptimo dos recursos hídricos e maximizar o rendemento das colleitas.
Os sensores de humidade do solo estiman a humidade do solo. Os sensores de humidade do solo desenvolvidos recentemente inclúen dúas placas condutoras. Cando estas placas se expoñen a un medio condutor (como a auga), os electróns do ánodo migran ao cátodo. Este movemento de electróns creará unha corrente eléctrica, que se pode detectar cun voltímetro. Este sensor detecta a presenza de auga no solo.
Nalgúns casos, os sensores de solo combínanse con termistores que poden medir tanto a temperatura como a humidade. Os datos destes sensores procésanse e xeran unha saída bidireccional de liña única que se envía ao sistema de limpeza automatizado. Cando os datos de temperatura e humidade alcanzan certos limiares, o interruptor da bomba de auga acenderase ou apagarase automaticamente.
Un bioristor é un sensor bioelectrónico. A bioelectrónica utilízase para controlar os procesos fisiolóxicos das plantas e as súas características morfolóxicas. Recentemente, desenvolveuse un sensor in vivo baseado en transistores electroquímicos orgánicos (OECT), comunmente coñecidos como biorresistores. O sensor utilizouse no cultivo de tomate para avaliar os cambios na composición da saiba vexetal que flúe no xilema e no floema das plantas de tomate en crecemento. O sensor funciona en tempo real dentro do corpo sen interferir co funcionamento da planta.
Dado que o biorresistente pode implantarse directamente nos talos das plantas, permite a observación in vivo dos mecanismos fisiolóxicos asociados co movemento de ións nas plantas en condicións de estrés como seca, salinidade, presión de vapor insuficiente e humidade relativa elevada. O biorresistente tamén se usa para a detección de patóxenos e o control de pragas. O sensor tamén se usa para monitorizar o estado da auga das plantas.