村田土壤傳感器如何改變農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)的理想之一就是“文化發(fā)展、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、生物和地區(qū)能平衡保持可持續(xù)性”。村田制作所現(xiàn)已開始批量生產(chǎn)能為實(shí)現(xiàn)這一理想做出貢獻(xiàn)的高性能土壤傳感器。設(shè)施園藝、果樹和露地的灌溉管理也將實(shí)現(xiàn)智能化。

解決哪些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課題？

現(xiàn)在，一部分設(shè)施園藝生產(chǎn)者在農(nóng)作物種植期間，使用土壤傳感器隨時(shí)測量栽培基質(zhì)的含水量和肥料濃度等，并對測量數(shù)值進(jìn)行適當(dāng)管理，正在通過這種方法提高產(chǎn)量，保持高質(zhì)量，高效化。

除了設(shè)施園藝，在露地蔬菜栽培和果樹栽培等方面開展這種高度栽培管理的時(shí)代或許也會(huì)到來。村田已從2022年5月開始批量生產(chǎn)能為這種未來的智能農(nóng)業(yè)做出貢獻(xiàn)的高性能土壤傳感器。開發(fā)該產(chǎn)品的背景之一是因?yàn)榇逄飸延幸粋€(gè)心愿，那就是“想解決日本農(nóng)業(yè)界正在面臨的課題”。

日本生產(chǎn)的農(nóng)作物種類繁多，從水稻到露地蔬菜和根菜，從設(shè)施園藝到果樹。但是，支撐日本農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)從事者在趨于老齡化的同時(shí)，人數(shù)也在減少，并且這些現(xiàn)象在不斷加速，日本農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。作為應(yīng)對措施之一，目前備受關(guān)注的就是智能農(nóng)業(yè)。智能農(nóng)業(yè)是指活用機(jī)器人技術(shù)和信息通信技術(shù)（ICT），實(shí)現(xiàn)節(jié)省勞動(dòng)力、精密化和高質(zhì)量生產(chǎn)的新型農(nóng)業(yè)。另外，從全球范圍來看，氣候變化引起的鹽害災(zāi)害越發(fā)嚴(yán)重，鹽害應(yīng)對措施已成為迫在眉睫的課題。村田為了向解決此類社會(huì)課題略盡綿力，于是開發(fā)出了可長期監(jiān)測農(nóng)田狀態(tài)的本產(chǎn)品。

為什么決定開發(fā)土壤傳感器？

目前市場上已經(jīng)有很多土壤傳感器，而村田最初是為支援災(zāi)后重建而決定開發(fā)最初期的土壤傳感器。關(guān)于這件事的背景，功能設(shè)備事業(yè)部商品技術(shù)部開發(fā)營銷科的大場義之為我們進(jìn)行了講述：

“這個(gè)土壤傳感器原本是作為東日本大地震后的災(zāi)后復(fù)興項(xiàng)目而開發(fā)的。東北地區(qū)沿岸部的水田和農(nóng)田因海嘯發(fā)生了水澇，繼而遭受到鹽害。村田想幫助他們開展災(zāi)后復(fù)興，懷著這樣的想法開始進(jìn)行開發(fā)。并且，我們一直以來不斷將傳感器進(jìn)行優(yōu)化，使其成為了能對全球氣候變化導(dǎo)致的環(huán)境問題做出貢獻(xiàn)且適用于農(nóng)業(yè)智能化的傳感器。傳感器的功能固然重要，但我們更重視的是它所創(chuàng)造出的附加價(jià)值?！?/span>

特點(diǎn)：耐用性強(qiáng)，高精度

圖片展示的是村田已經(jīng)開始批量生產(chǎn)的村田的土壤傳感器。該款傳感器的一個(gè)主體中內(nèi)置有3個(gè)傳感器，可以在土壤中和水中同時(shí)測量EC（電導(dǎo)度）、含水率、溫度這3個(gè)參數(shù)。EC傳感器在該領(lǐng)域內(nèi)首次使用了9個(gè)電極，通過多種測量模式，消除了不確定性，即實(shí)現(xiàn)了高精度。

在開發(fā)過程中，我們重點(diǎn)考慮的是耐用性和EC的精度?！皬拈_發(fā)用于震災(zāi)復(fù)興的初期土壤傳感器時(shí)開始，耐用性就是一個(gè)課題。同時(shí)，一直都是市場上的土壤傳感器未能解決的課題。我們從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)工序進(jìn)行了重新審視，以此解決了這個(gè)問題。”

“該傳感器的主體采用了耐候性強(qiáng)的樹脂，構(gòu)造上做到了防止電線與主體、主體之間的縫隙進(jìn)水，還采用了防腐金屬并考慮到了電壓，乍一看雖然看不出來，但我們認(rèn)真仔細(xì)地探討到細(xì)節(jié)部分，之后才進(jìn)行了產(chǎn)品化。土壤傳感器當(dāng)然必須要能承受土壤的化學(xué)性和生物性，以及設(shè)置時(shí)的物理性。針對這些方面的耐用性，我們在各種環(huán)境下完成了驗(yàn)證，范圍包括從日本北邊的北海道到南邊的沖繩，以及從赤道附近到歐洲?！?/span>

“我們尤其對EC的精確度信心十足。土壤由土粒、空氣、間隙水這三種成分構(gòu)成，但如果使用較少的電極測量，一旦電極之間夾雜石?；蚩諝鈱?，就無法準(zhǔn)確測量。另外，EC值還會(huì)受到含水量和離子量的影響。所以本公司的土壤傳感器采用了9個(gè)電極，以求達(dá)到高精度，同時(shí)通過特有的算法，已經(jīng)能夠測量出準(zhǔn)確的EC值。因此能夠單獨(dú)測量到肥料的量?！?/span>

世界各地各種農(nóng)業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行的實(shí)證

具備高耐用性和高精度的土壤傳感器在全世界反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)證實(shí)驗(yàn)后，終于于2022年5月投入批量生產(chǎn)。這距離2012年災(zāi)后復(fù)興項(xiàng)目起步時(shí)已經(jīng)過去了十年。這十年的開發(fā)期，正是村田穩(wěn)妥開發(fā)出本產(chǎn)品的證明。我們?yōu)榱嗽诙鄻踊霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中解決各種課題，一直以來都在開展該土壤傳感器的驗(yàn)證。

 例如，宮崎縣西都市的青椒種植者小組“黑生野農(nóng)業(yè)研究會(huì)”在溫室內(nèi)的滴灌養(yǎng)液土耕栽培中導(dǎo)入了土壤傳感器（結(jié)合RightARM（TERRACE MILE公司的農(nóng)業(yè)經(jīng)營云服務(wù)）），通過該方法獲得了生產(chǎn)力約提高10%的經(jīng)營效果。

另外，卡樂比馬鈴薯公司將土壤傳感器導(dǎo)入到馬鈴薯栽培中，根據(jù)傳感器的數(shù)值，不僅實(shí)現(xiàn)了高效的灌溉作業(yè)，產(chǎn)量也提高了1.6倍。

并且，我們目前正在開展的一個(gè)驗(yàn)證是，將傳感器活用在果樹栽培方面。在果樹栽培上，土壤含水量很大程度上影響著水果質(zhì)量。比如柑橘，適度地對其施加干燥壓力，可以增加柑橘糖分，但如果水分不足，柑橘表面就會(huì)產(chǎn)生褶皺等，導(dǎo)致質(zhì)量下降。另外，在柿子栽培方面，眾所周知如果水分過多，柿子就會(huì)裂開。村田一直以來堅(jiān)持在柿子農(nóng)田里進(jìn)行實(shí)證實(shí)驗(yàn)，力求提高柿子的質(zhì)量。

村田將通過提供高性能土壤傳感器等，為解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的煩惱、世界各地農(nóng)業(yè)文化的發(fā)展、解決食品危機(jī)問題做出貢獻(xiàn)。