ساخت حسگر رطوبتی به‌منظور آبیاری هوشمند و تعیین محل مناسب نصب آن برای دستور توقف آبیاری با هدف جلوگیری از تلفات آب

بدین منظور، دستگاه حسگر رطوبتی در بهمن و اسفندماه 1397 طرح‌ریزی و ساخته شد تا زمان مناسب قطع آبیاری در آبیاری جویچه‌ای را تعیین کند. آزمون دستگاه در آزمایشگاه و کاربرد آن در مزرعه آموزشی پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در محمدشهر از فروردین تا پایان تیرماه 1398 به انجام رسید. این پژوهش با هدف ارزیابی عملکرد حسگر هوشمند رطوبت خاک برای تعیین عمق بهینه نصب و ثبت رطوبت خاک در عمق‌های 10، 30 و 50 سانتی‌متر و نسبت‌های مختلف طول در روش آبیاری جویچه‌ای انجام شد. ابتدا واسنجی دستگاه بر روی خاک مزرعه مطالعاتی انجام شده و بر اساس صحت سنجی حاصل‌شده، دستگاه مورد نظر به مزرعه منتقل گردید. در مزرعه مذکور نیز برای رسیدن به اهداف عمق نصب بهینه دستگاه و طول بهینه آن، جویچه‌های 36 متری با فاصله 0.75 متری ایجاد شد. طول‌های حساس در جویچه با نسبت 50%، 75% و 85% از ابتدای مسیر به‌عنوان نقاط شاخص انتخاب شدند. نتایج نشان داد که در مرحله واسنجی و صحت سنجی مقدار r2 (ضریب تبیین) به ترتیب برابر 0.93 و 0.95 و در مرحله واسنجی و صحت‌سنجی مقدار nrmse (جذر میانگین مربعات خطای نرمال‌شده) به ترتیب برابر 80 و 13.81 درصد بوده که حاکی از آموزش خوب مدل در مرحله واسنجی به صحت‌سنجی می‌باشد. ضمن اینکه متوسط مقدار پارامتر re (خطای نسبی) در برآورد رطوبت خاک برابر 2.74 درصد به‌دست آمد که بیانگر دقت بالای دستگاه در برآورد رطوبت‌ خاک می‌باشد.

Construction of A Moisture Sensor for Smart Irrigation and Determine the Proper Location for Installation to Stop Irrigation to Prevent Water Loss

For this purpose, a moisture sensor device was designed and constructed in February and March 2019 to determine the appropriate time to stop irrigation in furrow irrigation. Testing the device in the laboratory and its application in the Farm of the Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, (Mohammad Shahr), Iran, from April to July 2019. The purpose of this study was to evaluate the performance of smart sensor of soil moisture to determine the optimum depth of installation and recording of soil moisture at 10, 30 and 50 cm depths and different length ratios in furrow irrigation. Initially, calibration of the device was carried out on field soil and based on the obtained validation, the device was transferred to the field. To achieve the goals of optimum depth of installation and optimum length, 36meter furrows with a distance of 0.75 meters were created in the field. Sensitive lengths in furrows with 0.5L, 0.75L, and 0.85L ratios were selected as the starting points. The results showed that in the calibration and validation phase the R2 value (coefficient of determination) were 0.93 and 0.95, respectively, and in the calibration and validation stage the value of NRMSE (Normal Root Mean Square Error) was 80 and 13.81%, that indicating good model training in the calibration stage. Also, the average RE (Relative Error) parameter in estimating soil moisture was 2.74%, indicating high accuracy of the device in estimating soil moisture.