فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

کمبود منابع آب در پی خشکسالی‌ها و مدیریت نادرست مصرف آب، توجه به ارائه راهکارهای موثر در افزایش بهره‌وری آب به‌ویژه در بخش کشاورزی را بیش از پیش ضروری ساخته است. یکی از مهمترین راهکارها در این خصوص استفاده از سامانه‌های پایش رطوبت خاک است. در این‌گونه سامانه‌ها، راندمان عملکرد حسگرهای رطوبتی مورد استفاده در خاک از اهمیت ویژه‌ای برخودار است. در این پژوهش حسگرهای رطوبتی مبتنی بر سازه‌های الیافی شیشه در سال 1399 طراحی و ساخته شدند و عملکرد آن‌ها در 10 بافت مختلف خاک مورد بررسی قرار گرفتند. برای این منظور حسگرها به شکل بلوک‌های متخلخل حاوی چهار نوع ساختمان بافت مختلف از الیاف شیشه به عنوان غشاء (P200، T281، P296 و P186) طراحی شدند. نتایج بررسی‌های آماری نشان داد ترتیب دقت حسگرها در برآورد رطوبت خاک، P200، T296، P281 و P186 است. بر اساس شاخص RMSE حسگر مجهز به غشاء P200 و P186 به ترتیب با خطای 05/0 و 065/0 کمترین و بالاترین دقت را در برآورد رطوبت داشتند. همچنین بررسی عملکرد حسگرهای طراحی‌شده در 10 بافت خاک نشان داد، بالاترین دقت اندازه‌گیری در خاک‌های با بافت متوسط به سمت سبک است. به طوری‌که در حسگر P200 بافت خاک Sandy loam با nRMSE برابر 004/0، حسگر P186 بافت خاک Loam و Sandy Loam با nRMSE برابر 099/0- 097/0، حسگر P296 بافت خاک Loam با nRMSE برابر 071/0 و حسگر T281 بافت خاک Silty Loam با nRMSE برابر 07/0 بالاترین دقت را داشتند. نتایج نشان داد که نوع غشاء بر کارایی حسگر موثر بوده و انتخاب غشاء بسته به بافت خاک پیشنهاد می‌شود. به غیر از غشاء P186، سایر غشاء‌ها از دقت قابل قبول برخوردار بوده و هزینه کم، قابلیت ذخیره و ارسال داده‌های رطوبتی خاک به سامانه‌های پردازشی، استفاده از آن‌ها را در سامانه آبیاری هوشمند توصیه می‌نماید.