Am ajuns în punctul în care agricultura de precizie devine mai mult o necesitate decât un moft, capacitatea de a înțelege exact câtă apă are solul făcând deseori diferența dintre un sezon reușit și unul cu pierderi serioase. Pe fondul schimbărilor climatice, al secetelor din ce în ce mai severe și al costurilor în creștere pentru irigații, fermierii români caută soluții reale și eficiente. Una dintre cele mai promițătoare tehnologii moderne este metoda CRNS (Cosmic-Ray Neutron Sensing) și în cele ce urmează vă invităm să aflați de ce această metodă poate fi răspunsul la multe dintre provocările actuale ale fermierilor:

 

Ce este metoda CRNS și cum funcționează

Metoda CRNS, sau detecția bazată pe neutroni cosmici, este o tehnologie non-invazivă care măsoară umiditatea solului folosind neutronii generați de razele cosmice.

Radiațiile cosmice care provin din spațiu generează o cascadă de particule, inclusiv neutroni rapizi în contact cu atmosfera Pământului. Aceștia au particularitatea de a interacționa în principal cu moleculele de apă. Atunci când intră în contact cu apa din pământ o parte din neutronii rapizi sunt absorbiți și o parte sunt reflectați înapoi în aer, pierzând o fracțiune din energia inițială: astfel se nasc neutronii lenți.

Senzorii CRNS sunt instalați deasupra solului și detectează tocmai acest flux de neutroni care “se întorc” după ce au interacționat cu apa din sol.

 

 

Principiul este următorul:

• Umiditate ridicată în sol = mai mult hidrogen = moderare mai puternică = mai puțini neutroni detectați.
• Sol uscat = mai puțin hidrogen = moderare mai slabă = mai mulți neutroni detectați.

 

Deoarece neutronii rapizi au suficientă energie pentru a pătrunde în interiorul pământului la adâncime, rezultatul măsurării este reprezentativ pentru întreaga cantitate de apă conținută de la suprafață până la o adâncime de cca. 50 cm. Neutronii fiind împrăștiați pe distanțe mari, este posibil să se monitorizeze conținutul de apă pe suprafețe vaste, de aproximativ 5 hectare pe un teren situat la nivelul mării și până la 30 de hectare la altitudine (unde atmosfera fiind mai puțin densă numărul de neutroni generați este mai mare).

Această metodă poate acoperi o arie cu o rază de aproximativ 120 de metri în jurul senzorului, ceea ce înseamnă o evaluare integrată – pe suprafață și întreaga adâncime de interes (0…50cm) a conținutului de apă din sol – o indicație mult mai utilă pentru managementul agricol decât măsurătorile clasice punctiforme.

 

Diferențe față de metodele tradiționale de măsurare a umidității solului

În agricultura convențională, umiditatea solului se determină de obicei prin metode gravimetrice (prelevare de probe și uscare în laborator), prin senzori amplasați direct în pământ sau – mai recent – cu ajutorul imagisticii obținute din satelit sau din drone. Aceste metode, deși utile, au mai multe limitări:

* Sunt invazive – necesită săpături sau instalarea unor sonde în sol.

* Oferă date punctuale, nu o imagine de ansamblu.

* În cazul imaginilor din satelit sau drone oferă doar informații referitoare la stratul superficial (0…2cm).

În acest context, tehnologia CRNS oferă un avantaj major, fiind o metodă fără contact direct cu solul și având o acuratețe comparabilă cu măsurătorile gravimetrice, oferind date în mod automat și continuu.

 

Precizie, acoperire și frecvență de măsurare

Unul dintre punctele forte ale metodei CRNS este frecvența ridicată a măsurătorilor. Datele sunt colectate la intervale scurte, în timp cvasireal, oferind fermierilor posibilitatea de a lua decizii rapide, bazate pe evoluția umidității din sol. Acest lucru este esențial în perioadele de secetă sau în managementul irigațiilor.

De pildă, față de un senzor îngropat, care măsoară punctual, metoda CRNS poate oferi o hartă integrată a stării de hidratare a solului dintr-o parcelă întreagă.

 

Beneficii pentru agricultura de precizie

În contextul agriculturii de precizie, fiecare litru de apă contează. A ști când și cât să irigi nu înseamnă doar economie, ci și optimizarea randamentului.

Sistemele CRNS se pot integra ușor cu platformele digitale de monitorizare a culturilor și pot furniza datele necesare algoritmilor de support decisional pentru irigații automate. Astfel, fermierul poate:

– evita supra-irigarea sau sub-irigarea,

– reduce consumul de energie și apă,

– menține culturile într-o zonă optimă de hidratare.

În zone climatice similare Câmpiei de Vest sau sudului Olteniei, unde irigațiile sunt esențiale pentru culturile de porumb și grâu, fermierii care au adoptat senzori CRNS au observat economii de până la 20-30% la apă și o creștere cu 10-15% a randamentului culturii.

 

Aplicabilitate practică în fermele din România

Tehnologia CRNS începe să fie adoptată și în ferme din România, mai ales cele orientate spre export sau cooperare internațională, unde se impun standarde ridicate privind eficiența resurselor.

De exemplu, într-o fermă de 600 ha cultivată cu grâu și rapiță, instalarea unui senzor CRNS poate permite adaptarea calendarului de irigare în funcție de umiditatea reală a solului. Se evită astfel trei cicluri de irigare inutile într-un sezon, reducându-se cu 18% costurile pe segmentul irigație.

Sistemul s-a dovedit valoros mai ales în perioadele de tranziție climatică – primăvara și începutul verii, când seceta pedologică poate varia de la o săptămână la alta.

 

Limitări și condiții de utilizare

Desigur, ca orice tehnologie, și CRNS are limitările sale. Precizia este influențată de prezența vegetației, de solurile extrem de stâncoase sau de schimbări bruște ale condițiilor atmosferice. Algoritmii avansați dublați de AI încorporați în tehnologia oferită de noi compensează toate aceste perturbații.

Se recomandă ca – în funcție de tipul de sol și de condițiile locale – să se facă o calibrare la instalare folosind probe gravimetrice.

 

Costuri și rentabilitate

Un aspect important pentru orice fermier este raportul cost-beneficiu. Instalarea unui sistem CRNS complet se poate face în 2-3 sezoane, mai ales dacă tehnologia este folosită inteligent, în combinație cu sisteme de irigare automatizate și platforme de suport decizional.

În plus, anumite programe de finanțare europeană pentru digitalizarea agriculturii pot acoperi parțial costurile acestor sisteme.

 

CRNS – un pas înainte pentru agricultura sustenabilă

Pentru fermierii care vor să treacă la următorul nivel în agricultura de precizie, tehnologia CRNS este un instrument real pentru optimizarea consumului de apă și creșterea randamentului. Prin integrarea acestei metode cu celelalte practici inteligente – de la monitorizarea vremii la cartarea solului – agricultura din România poate deveni mai eficientă, mai profitabilă și mai rezilientă în fața schimbărilor climatice.

Recomandarea experților este ca primul pas să fie o analiză de nevoi la nivel de fermă, urmată de o evaluare tehnică în teren. Cu informațiile corecte, tehnologia potrivită și o viziune sustenabilă, fermierul modern poate lua decizii mai bune, în fiecare zi de lucru.