بررسي استفاده از حسگر هدايت الكتريكي Veris 3100 براي تهيه نقشه هاي مزرعه اي استحكام/فشردگي خاك

Investigation of using electrical conductivity sensor Veris 3100 for field mapping of soil strength/compaction

فشردگي خاك يكي از مسائل جدي در مديريت سامانه هاي كشاورزي ميباشد كه باعث كاهش رشد ريشه گياه و عملكرد محصول ميشود. استفاده روز افزون از ماشين هاي سنگين و تردد آنها در مزرعه بخصوص در شرايط نامساعد خاك خطرات تخريب ساختار خاك و فشردگي را افزايش داده و آن را به يك چالش جدي در مديريت خاك تبديل كرده است. با پيشرفت فناوري كشاورزي دقيق، تلاش زيادي در جهت توسعه حسگرهاي در حال حركت براي اندازه گيري فشردگي خاك انجام گرفته است. اغلب حسگرهاي در حال حركت توسعه داده شده تا كنون حسگرهاي مكانيكي بوده كه نيروي برش يا نفوذ يك ابزار مكانيكي را به عنوان پارامتري مرتبط با وضعيت فشردگي در اختيار قرار ميدهند. در اين تحقيق يك حسگر تجاري هدايت الكتريكي ظاهري خاك (Veris 3100) در تركيب با يك نفوذسنج افقي مركب (مجهز به حسگر دي الكتريك رطوبت خاك) در شرايط مزرعه اي و به منظور تهيه نقشه و امكان ايجاد ارتباط بين هدايت الكتريكي ظاهري (ECa)در عمق -0cm30 و خصوصيات فيزيكي خاك و همچنين مقاومت نفوذسنج افقي (PR) و محتواي رطوبت حجمي خاك (θv) مورد بررسي قرار گرفت. نقشه هاي مزرعه اي تهيه شده براي سه پارامتر PR و θv ،ECa الگوهاي نسبتاً مرتبطي را نشان دادند كه بيانگر پتانسيل استفاده از اين حسگر براي تشخيص نواحي مديريتي فشردگي در مزرعه مي باشد. رابطه ECa با برخي خصوصيات فيزيكي خاك از جمله بافت، رطوبت و چگالي ظاهري نيز مورد بررسي قرار گرفت.

Soil compaction is one of the current serious issues in managing agricultural systems as it restricts plant root growth and consequently crop yield. Increasing use of heavy field machines and heavier tire traffic on the soil particularly in unsuitable conditions has increased the risk of soil compaction. With advances in technology of precision agriculture, numerous attempts have been made towards development of on-the-go sensors for measuring soil compaction. Most of the on-the-go sensors developed so far for soil compaction have been mechanical sensors measuring the cutting or penetration resistance of a mechanical tool as a parameter related to the state of soil compactness. In this study, a commercial electrical conductivity sensor (Veris 3100) in combination with a previously developed combined horizontal penetrometer (equipped with a dielectric sensor for soil water content) was tested in a field in order to examine the possibility of relating apparent electrical conductivity (ECa) within 0-30 cm depth to some soil physical characteristics and horizontal penetrometer resistance (PR) and soil volumetric water content (θv). Field mappings of PR, ECa and θv showed relevant patterns which is representative of the potential of using EC sensor for delineating compaction management zones. The variationsin EC were investigated with respect to some soil physical characteristics including texture, water content and bulk density