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村田电子：<span style='color:red'>土壤传感器</span>将如何改变农业？

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村田电子：土壤传感器将如何改变农业？

　　农业的理想之一就是“文化发展、环境、经济、生物和地区能平衡保持可持续性”。村田制作所现已开始批量生产能为实现这一理想做出贡献的高性能土壤传感器。设施园艺、果树和露地的灌溉管理也将实现智能化。　　解决哪些农业生产课题?　　现在，一部分设施园艺生产者在农作物种植期间，使用土壤传感器随时测量栽培基质的含水量和肥料浓度等，并对测量数值进行适当管理，正在通过这种方法提高产量，保持高质量，高效化。　　除了设施园艺，在露地蔬菜栽培和果树栽培等方面开展这种高度栽培管理的时代或许也会到来。村田已从2022年5月开始批量生产能为这种未来的智能农业做出贡献的高性能土壤传感器。开发该产品的背景之一是因为村田怀有一个心愿，那就是“想解决日本农业界正在面临的课题”。　　日本生产的农作物种类繁多，从水稻到露地蔬菜和根菜，从设施园艺到果树。但是，支撑日本农业的农业从事者在趋于老龄化的同时，人数也在减少，并且这些现象在不断加速，日本农业的可持续性正面临着严峻的考验。作为应对措施之一，目前备受关注的就是智能农业。智能农业是指活用机器人技术和信息通信技术(ICT)，实现节省劳动力、精密化和高质量生产的新型农业。另外，从全球范围来看，气候变化引起的盐害灾害越发严重，盐害应对措施已成为迫在眉睫的课题。村田为了向解决此类社会课题略尽绵力，于是开发出了可长期监测农田状态的本产品。　　为什么决定开发土壤传感器?　　目前市场上已经有很多土壤传感器，而村田最初是为支援灾后重建而决定开发最初期的土壤传感器。关于这件事的背景，功能设备事业部商品技术部开发营销科的大场义之为我们进行了讲述：　　“这个土壤传感器原本是作为东日本大地震后的灾后复兴项目而开发的。东北地区沿岸部的水田和农田因海啸发生了水涝，继而遭受到盐害。村田想帮助他们开展灾后复兴，怀着这样的想法开始进行开发。并且，我们一直以来不断将传感器进行优化，使其成为了能对全球气候变化导致的环境问题做出贡献且适用于农业智能化的传感器。传感器的功能固然重要，但我们更重视的是它所创造出的附加价值。”　　特点：耐用性强，高精度　　图片展示的是村田已经开始批量生产的村田的土壤传感器。该款传感器的一个主体中内置有3个传感器，可以在土壤中和水中同时测量EC(电导度)、含水率、温度这3个参数。EC传感器在该领域内首次使用了9个电极，通过多种测量模式，消除了不确定性，即实现了高精度。　　在开发过程中，我们重点考虑的是耐用性和EC的精度。“从开发用于震灾复兴的初期土壤传感器时开始，耐用性就是一个课题。同时，一直都是市场上的土壤传感器未能解决的课题。我们从设计到生产工序进行了重新审视，以此解决了这个问题。”　　“该传感器的主体采用了耐候性强的树脂，构造上做到了防止电线与主体、主体之间的缝隙进水，还采用了防腐金属并考虑到了电压，乍一看虽然看不出来，但我们认真仔细地探讨到细节部分，之后才进行了产品化。土壤传感器当然必须要能承受土壤的化学性和生物性，以及设置时的物理性。针对这些方面的耐用性，我们在各种环境下完成了验证，范围包括从日本北边的北海道到南边的冲绳，以及从赤道附近到欧洲。”　　“我们尤其对EC的精确度信心十足。土壤由土粒、空气、间隙水这三种成分构成，但如果使用较少的电极测量，一旦电极之间夹杂石粒或空气层，就无法准确测量。另外，EC值还会受到含水量和离子量的影响。所以本公司的土壤传感器采用了9个电极，以求达到高精度，同时通过特有的算法，已经能够测量出准确的EC值。因此能够单独测量到肥料的量。”　　世界各地各种农业现场进行的实证　　具备高耐用性和高精度的土壤传感器在全世界反复进行试验和实证实验后，终于于2022年5月投入批量生产。这距离2012年灾后复兴项目起步时已经过去了十年。这十年的开发期，正是村田稳妥开发出本产品的证明。我们为了在多样化的农业生产环境中解决各种课题，一直以来都在开展该土壤传感器的验证。　　例如，宫崎县西都市的青椒种植者小组“黑生野农业研究会”在温室内的滴灌养液土耕栽培中导入了土壤传感器(结合RightARM(TERRACE MILE公司的农业经营云服务))，通过该方法获得了生产力约提高10%的经营效果。　　另外，卡乐比马铃薯公司将土壤传感器导入到马铃薯栽培中，根据传感器的数值，不仅实现了高效的灌溉作业，产量也提高了1.6倍。　　并且，我们目前正在开展的一个验证是，将传感器活用在果树栽培方面。在果树栽培上，土壤含水量很大程度上影响着水果质量。比如柑橘，适度地对其施加干燥压力，可以增加柑橘糖分，但如果水分不足，柑橘表面就会产生褶皱等，导致质量下降。另外，在柿子栽培方面，众所周知如果水分过多，柿子就会裂开。村田一直以来坚持在柿子农田里进行实证实验，力求提高柿子的质量。　　村田将通过提供高性能土壤传感器等，为解决农业生产者的烦恼、世界各地农业文化的发展、解决食品危机问题做出贡献。

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村田电子

发布时间：2024-06-05 13:16 阅读量：694 继续阅读>>

培育耐盐害水稻——<span style='color:red'>土壤传感器</span>为智能农业做出贡献

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培育耐盐害水稻——土壤传感器为智能农业做出贡献

　　开发耐盐害水稻以应对气候变化　　全球变暖导致的气候变化引起气温上升和海平面上升，世界各地不断出现干旱和大雨的灾害。这对全世界的农作物生长产生了重大影响。目前，世界各地都需要能够应对气候变化的农作物品种，以应对这些事态。在这样的背景下，东北大学和农研机构开发出了耐盐害的水稻。　　盐害是指因土壤和水中含有的高浓度盐分而引起的农作物发育不良。为了分析这种水稻的耐盐害性要素，东北大学和村田制作所于2022年6月到2023年3月，在联合开展一项使用土壤传感器进行的“分析地表根系水稻耐盐害性要素的实证实验”。传感技术是如何对农作物的品种改良做出贡献的呢?关于具备耐盐害性的水稻的概况以及传感技术的活用，我们听取了从事研究工作的东北大学技术专业员半泽荣子女士的见解。　　通过遗传育种开发耐盐害水稻　　半泽女士的专业学术“遗传育种学”是研究什么的呢?　　植物的遗传因素控制其功能性状。“遗传育种学”的研究领域就是解析植物的遗传因素，并导入与目标性状相关的遗传因素等，通过这些技术，去开发前所未有的品种。“功能性状”是指例如决定植物的姿态形状，或可适应各种环境的性质等。说到品种改良，最近备受关注的是基因编辑等，而我们是将品系间的杂交和遗传解析进行结合，通过这种遗传学式的方法，开发出新的品系。　　2020年公布说，通过遗传育种技术开发出了耐盐害的水稻，这种水稻与以往的水稻有什么不同呢?　　2020年公布的耐盐害水稻是根据东北大学和农研机构的联合研究，在世界上首次发现的一种水稻基因。这种基因能使水稻在地表或地表附近横向伸展根部，形成地表根(照片1)。实际上，将这种基因导入水稻栽培品种中，并使用该品系在我们管理的盐害实验用的农场进行评估后的数据结果显示，一般的水稻会因盐害造成产量(农作物的收获量)减少，而根系横向伸展的水稻的减产量低于一般水稻。　　为什么水稻的根横向伸展就不容易受到盐害的影响呢?　　虽然笼统说是盐害，但农田和水田所受到的影响略有不同。农田中的盐害是由于土壤中高浓度的盐分本身对植物细胞造成伤害。而另一方面，水田中的盐害是由于来自盐的过量钠离子增加了土壤的紧密性，土和土之间难以积存氧气，使土壤变成缺氧状态，从而导致农作物发生根部腐烂等发育不良的问题。　　用于有关水稻地表根形成的遗传解析及品种培育的双亲系水稻(左：Sasanishiki，右：Gemdjah Beton)　　除盐也是一种保护农作物免受盐害的方法，那么采用品种改良水稻的益处是什么呢?　　我认为在日本发生大规模的盐害就像东日本大地震后那样是比较少见的情况，所以从水田表层注入淡水将盐分冲入地下的这种除盐作业或许见效会比较快。但是，据报道，目前由于全球变暖引起的气候变化，世界各地的许多国家和地区都发生了盐害。　　干燥地带的盐害是由于不下雨，地下水的盐分上升到地表而造成的。从世界范围来看，除了干燥地带以外，还有因海平面上升，海水流入农业用地造成的沿岸地区的盐害等，所以有必要做好应对大规模且长期性课题的准备。在预想这些情况时，仅凭除盐作业是不够的，所以我认为，从一开始就种植耐盐害品种是一种有效的方法。　　实时掌握土壤盐分浓度变化　　东北大学和村田制作所于2022年6月至2023年3月在联合开展“分析地表根系水稻的耐盐害性要素的实证实验”。　　这个实证实验调查的是什么呢?　　2020年开发出耐盐害的水稻后，我开始想了解水稻根部的伸展方向和深度与土壤盐分浓度之间有着什么样的关联性。所以，这次实证实验就是调查盐分浓度在土壤的地表、中间层以及最深层是如何产生变化的(照片2)。　　土壤的盐分浓度是如何随着时间发生变化的?盐分是如何对根系产生影响的?对于这些问题，我希望能获取新的知识见解。　　在盐害实验农场开展盐分浓度监测实证实验的情形　　也就是说，要想了解盐分浓度在不同深度的土壤中所产生的不同变化，也需要土壤传感器?　　最初我是因为知道了土壤传感器的存在，所以产生了一个想法，这个想法就是包括自然环境的影响在内，或许可以实时监测盐分浓度在不同深度的土壤中所产生的变化和差异。　　2019年左右，我咨询了东北大学(当时)的菅野均志老师，想知道能否更有效地测定出盐害实验农场的水田表面灌水的盐分浓度。这个水田是我所属的东北大学研究生院生命科学研究科附属的淹灌生态系野外实验设施(宫城县大崎市鹿岛台)长年管理的水田。通过这次咨询的契机，我知道了土壤传感器的存在。当时菅野均志老师将传感器的装置借给了我，于是我就使用这个装置对盐分浓度进行了持续监测。　　盐害实验农场的盐分浓度的管理是由农场的工作人员每天采集1次水田表面的水，用盐分浓度计进行测量，并通过加入一般用水等来调整浓度。一天中盐浓度有时会因降雨和气温上升等天气的变化出现很大的波动，但我们当时并无法实时了解其变化的倾向。　　本次实证实验所获得的成果，对于未来也一定具有重大意义。　　我们人类既要进一步加深对自然环境的理解，将灾害的发生控制在最低限度，同时也要一边尽量获取自然的恩惠一边去创造共生的时代。要做到这一点，我认为活用传感器之类的最新设备去收集数据并解析技术将变得至关重要。　　活用传感器　　解决农业领域问题的尖端技术　　今后在农业领域，您认为以土壤传感器为首的环境传感器会发挥什么样的作用?　　农业的现场与自然环境是共存的，所以要正确评估农业所处的环境并将其可视化，我认为今后继续积极引进此类技术将变得越来越重要。另外，利用各种传感器，不仅对农业的节约人力化和高效化有所帮助，还能增加年轻一代的农业从事者，一定会带来好的影响。所以要进一步确保可持续性的稳定产量，我认为传感器也具有可充分做出贡献的潜力。　　但是，我感觉目前人类还远远没有充分活用设备和数据获取到好的结果。所以我希望能有人开发出可获取有关产量和质量的详细数据的技术，或者增加一些能更加容易操作的技术。另外，我还认为引进设备和维护管理等确保成本和人才也是重大课题。　　在活用传感器方面存在课题吗?　　要活用传感器，我认为前提是要有长年积累的农业经验、知识、技术的基础。在开发这类新技术的同时，如果不能与以往的方法建立联系，也就是不能顺利进行数据融合的话，就有可能造成技术独行。这方面必须考虑到各种问题。　　我觉得与其他产业领域相比，农业的IT化一直发展迟缓的原因是存在一种“从事农业的人不擅长IT”的普遍印象。在这样的情况下，今后要想在农业领域积极推进IT活用，需要采取什么样的措施呢?　　我觉得最好能让农业工作者获得更多轻松接触IT技术的机会。例如，在一定期限内可以免费试用装置的措施等也很有效。我通过老师们的帮助，很幸运地遇到了土壤传感器，在监测时活用传感器，切实感受到了IT技术的益处，所以才有了现在的实证实验。　　今后，如何理解通过传感器等获得的数据?如何使用这些数据去改善农事的流程?要加强对这些数据的活用，我认为首先要在农业工作者的身边增加他们接触IT技术的机会，让他们感受到利用IT技术的益处，这一点非常重要。　　由于工作的场所不同，农业和其他领域的跨领域交流给人一种很困难的印象。作为沟通交流的场所，您认为可以为他们提供什么样的环境呢?　　我认为可以活用各研究领域定期举办的研究集会和学会等，增加不同领域的研究者可以交流的机会。另外环境整备和信息发布等也很关键，通过这些可以将农业现场的需求和IT技术结合起来。我期待每一项技术都能跨越领域界限，发展成新的产业。　　半泽荣子女士是东北大学研究生院生命科学研究科技术专业员。创价大学工学部生物工学系(当时)毕业，信州大学研究生院农学研究科硕士课程结业。2002年起任东北大学研究生院生命科学研究科技术人员，现作为技术专业员从事研究。她在开展有关研究教育活动的技术支持的同时，十多年以来一直在进行与水稻根系形态相关的遗传育种的研究。

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村田

发布时间：2023-09-20 13:04 阅读量：2104 继续阅读>>

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村田土壤传感器新增功能

　　村田制作所新增了土壤传感器功能，除了以前的普通土壤外，还可对人工培养土岩棉、椰糠进行测量。新品将从2023年9月开始销售。　　近年来，对番茄、草莓等农作物广泛使用配制营养土岩棉及椰糠等人工培养土。相较普通培养土，此类培养土的保水力非常高，且难以与传感器紧密接触，因此很难正确测量水分及EC值。EC(Electric Conductivity，导电率)可通过测量EC值测量肥料的离子量。　　为此，村田通过软件升级及新增传感器功能，实现了对岩棉及椰糠的含水率和EC值的测量。基于此，可通过对各种栽培环境的水资源和肥料资源进行优化管理，实现农作物的高品质、增产和资源节省。　　村田今后也将继续开发满足农业市场需求的传感器，为实现可持续发展的农业生产作贡献。

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村田

发布时间：2023-09-20 13:02 阅读量：1755 继续阅读>>

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村田土壤传感器是什么土壤传感器的应用

　　电脑显示屏投射出的光亮打在脸上，让人感到一阵阵无力的疲惫。本格子间打工人想扎进田间地头，去嗅枝叶间飘来的清甜果香，去看随风轻摆的麦浪散发着金黄色光晕。去种地吧，种出个枝繁叶茂，五谷丰登。收获会以盛大浓烈的场景，回馈劳作时掉落在土地的汗水，唤醒沉积在体内许久的喜悦。　　1　　“种地”才是真乐趣　　“老板，我不想干了！”　　“可以说说看为什么吗，小村？” 老板从显示屏后探出了一只严肃的脑袋。　　“办公室里忙不停，种地才是真乐趣，老板催着KPI，我只想回家把树栽。”　　“种地？”老板的语气突然变得惊喜起来。“非常好的想法，特别是对年轻人来说，可以更好地把新技术和新工具带入到农业生产中去，为农业发展注入新的活力。要不这样公司有很多绿植，你现在就可以先从照顾这些绿植熟悉起来，为之后种好地打打基础！”　　老板的回答超乎我的意料，我不知作何回复，只能尴尬地说“好“。　　2　　“种地”并不容易　　就这样，我莫名地过上了不知道是福是祸的朝九晚六照料绿植的职场生活。　　松土浇水又施肥，每天都把叶片擦得油亮发光。　　看着一片欣欣向荣的景象，我暗下决心要让公司的几棵树都长得有人高。　　天不遂人愿，树不懂人心。　　墙角那棵树在我的精心照料下却愈显萎靡之势，即便加大花肥的量也毫无起色。再这样下去，我只能立马提桶跑路。　　我望着树，悄悄叹了口气。老板不知从哪窜了出来，随他一起出现的还有我司的产品工程师，外号“土豹子”的田工。　　只见老板他双手环抱，一副对局势了如指掌的自信神态。“小村，我有一宝物或许能解你忧愁”说话间就展现了那宝物的真面目。　　“哇！好酷的点读笔” 。　　产品介绍：请点击　　老板脸色铁青，不过还是硬挤了三分笑容“是土壤传感器，你很久没看过我们官网吗？”　　3　　原来“种地”也要传感器　　田工为了活跃气氛，火速拿起土壤传感器，在土里刨了个小坑就把它埋了进去， “可以咯” 。　　这就好了？　　“是的，测完这棵我去帮你测一下那棵蜷缩在墙角的树。”　　“是不是化肥施多了？”田工指了指手机屏上显示的几个参数，“土壤EC值的正常范围一般是在0.5-3之间。一旦施肥量超过了植物吸收的能力，化肥中的盐分就会在土壤中积累，从而导致土壤EC值升高。这盆土的EC值这么高，看来你一直在给树大补特补。”　　“凡事都要有度，爱多了就成了溺爱，肥料多了也就成了伤害……”　　田工左右小幅度地摇晃着脑袋，看来已经进入了哲学家模式。看他的样子至少要给我们讲一本《智慧背囊》中的人生哲理，吓得我赶紧抛下技术性问题转移他的注意力。“田工你能给我说说村田的传感器比起其他传统的传感器好在哪吗？”　　“测量土壤EC值并不容易，土壤中的盐分分布并不均匀另外还要受水分等等因素影响，考虑到这些我们领先采用9个电极可精准地进行多项测量，并自动排除异常值。你看看这几个电极，组合得多么完美。”　　老板笑眯眯地看完了这场科普，清了清嗓子语气激昂 “因为精度高，使用方便，你经常吃的薯条三兄弟，他们公司种土豆时也有用我们村田的土壤传感器进行过试验。对于要保障产量稳定的农产品生产公司来说，我们的传感器是个很好的选择。“　　村田土壤传感器的正确安装方法及应用案例　　4　　“种地”不能看天吃饭　　“小村，你决定好什么时候回去种地了吗？我看你最近照顾的树长势都不错呢”　　正在思考的我被身后传来的声音吓一大跳，难道老板都是神出鬼没的不成。“老板，我有一个很重要的问题想问你。那就是我们村田的传感器还能做更多吗？”　　“你是指功能吗？我们的传感器可以同时在土壤和水中同时测量水分、温度和电导率。“　　我摇了摇头“ 我们传统的农业生产者面朝黄土背朝天，依靠着世代累积下来的经验来耕种。在这种传统农业模式下，农作物的产量往往受到自然环境影响，这也是他们感叹的“看天吃饭”。近几年的高温干旱的极端天气和土地的盐害化严重威胁着他们的生存。“　　老板若有所思“是的，推动和期待着智能化产品如土壤传感器的入局来改变农业生产者的困境，让他们能在收获作物的同时多收获一份幸福，这是我们一直以来的课题和追求。这些年来我们有和大学、研究所合作来解决比如你说的土壤盐害化这类的问题。”　　老板诚恳的回答让我点头如捣蒜，我老实回答着他的提问“凭我如今的手艺回家种地怕是没有成为种田大户的造化，我还是老老实实推广咱的的传感器。希望有一天土壤传感器带来的科技春风，能吹过这片大地上的万亩良田。”　　老板欣慰极了，问我还有想要问的问题吗，他都能给我解答。他不知道的是，有个我这几天想了很久的问题即将脱口而出：“小小身板的我一人打两份工，又是养护绿植又是推广传感器，工资该不该加点？”

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村田,土壤传感器

发布时间：2023-04-07 10:09 阅读量：2322 继续阅读>>

Ameya360代理品牌：村田推出将农田状态可视化的<span style='color:red'>土壤传感器</span>

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Ameya360代理品牌：村田推出将农田状态可视化的土壤传感器

　　株式会社村田制作所开发出了一种土壤传感器，可监测土壤中的肥料、水分和温度，以将农田状态可视化，本产品已经开始量产。　　近年来，通过数据利用来实现既能节省劳动力又能提高优质作物产量的智慧农业越来越受到关注。尤其是在日本，务农人员的老龄化和数量减少已成为问题，对作业效率也有要求。此外，全球因气候变化造成的盐害日益严重，盐害对策已成为亟待解决的问题。为了解决这些问题，村田制作所开发了可以长期监测农田状态的本产品。　　本产品配备EC传感器（EC：Electric Conductivity，电导率）、水分传感器和温度传感器，一台产品就能对肥料/盐（离子）、水分和温度都进行计测。　　该产品上的EC传感器作为土壤传感器，创新性地采用了9个电极，实现了高精度的EC计测。在EC计测中伴随着土壤中存在的空气、水分、离子等诸多不确定因素。即使只是有石子进入电极之间，也会测出异常的计测值。为了防止出现这种情况，我们通过使用了9个电极的多模式计测来尽可能地消除异常值。　　对作物生长必不可少的肥料的计测通过特有的算法实现了仅计测土壤肥料的高精度传感，这是以前的土壤传感器难以做到的。　　而且，由于它已被确认具有高水平的防尘性能和防水性能，因此即使在恶劣的户外环境中也能实现长时间稳定工作。防尘性能和防水性能按IP标志分级，防尘性能有0到6共7个等级，防水性能有0到8共9个等级。本产品具有相当于IP68的能力。IP68的防尘性能6表示可彻底防尘的结构，防水性能8表示可在水中使用。　　主要农业用途：　　监测水量和肥料量　　监测盐含量　　监测土壤中的水和肥料的3D分布　　使用本产品可以做什么：　　精准灌溉　　提高产量　　调查每块田地或塑料大棚之间产生产量差异的原因　　实现肥料中的氨氮和硝酸氮的效果可视化　　稳定年产量

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传感器

发布时间：2022-09-08 13:36 阅读量：2362 继续阅读>>

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TL431ACLPR	Texas Instruments
RB751G-40T2R	ROHM Semiconductor
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