Специалисты Калифорнийского университета в Риверсайде представили автономную робототехническую систему, способную составлять детализированные карты влажности почвы для каждого отдельного дерева в цитрусовых садах. Технология призвана оптимизировать орошение в условиях растущего дефицита водных ресурсов и участившихся засух. Традиционные методы контроля, основанные на стационарных датчиках, часто оказываются малоэффективными из-за высокой стоимости оборудования и естественной неоднородности грунта, свойства которого могут существенно меняться даже на небольших расстояниях.
Различия в текстуре почвы напрямую влияют на ее способность удерживать воду. Мелкозернистые составы обладают высокой удерживающей способностью, тогда как песчаные участки характеризуются быстрым дренажем. В результате соседние деревья могут находиться в разных условиях увлажнения, что затрудняет планирование полива. Разработка исследователей объединяет мобильную робототехнику с методами геопространственного анализа. Робот перемещается по территории сада и измеряет кажущуюся электропроводность почвы – показатель, который служит индикатором содержания влаги, концентрации солей и уровня содержания глины.
На основе этих данных в сочетании с показателями заглубленных сенсоров создается статистическая модель, позволяющая экстраполировать уровень влажности на весь участок. Такой подход дает аграриям возможность перейти от равномерного полива всей площади к точечному распределению воды. Адресное орошение не только экономит ценный ресурс, но и защищает корневую систему от избыточного увлажнения, которое ведет к кислородному голоданию и снижению урожайности.
Внедрение технологии актуально на фоне ужесточения контроля за использованием подземных вод и роста эксплуатационных расходов. По оценкам разработчиков, точное управление поливом также минимизирует вымывание удобрений в глубокие горизонты, предотвращая загрязнение водоносных слоев. Проект, работа над которым началась в 2019 году, объединил инженеров и агрономов Центра сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды (CAFE).
На данном этапе испытания проходят на базе Исследовательского центра цитрусовых в Риверсайде. Исследователи уже подали заявку на патент, описывающий способ бесконтактного взаимодействия робота с подземными датчиками. В перспективе планируется адаптация системы для коммерческого использования, что потребует создания защищенных моделей роботов, пригодных для работы на различных типах плантаций и при любых погодных условиях. Ожидается, что партнерство с частным сектором обеспечит масштабирование платформы и повысит устойчивость сельскохозяйственного производства в засушливых регионах.