Proposals of universal algorithms for the automation of the irrigation process of plant crops

The article presents the issues of water saving, declining freshwater resources in the world, and the problems of drought in the context of proper and effective irrigation of various types of crops. The use of microprocessor irrigation management systems has a significant impact on the quality of the yield and the rational use of water. An example of the irrigation system construction scheme is presented. The system uses strain gauge soil moisture sensors, which can be used to determine the relative water demand of plants, depending on the growing substrate. Additional system security in the form of rainfall and wind speed sensors provide the necessary information for the correct operation of the irrigation system. Then, two universal algorithms were proposed to automate the irrigation process of plant crops due to the way water is supplied to the plants. The first algorithm is designed for systems using drip lines - they are widely used in various types of crops where there is a need to precisely supply water to the plant, such systems are destined especially for crops grown undercover or for nursery crops. The second algorithm for sprinkler-based systems is mainly used in field crops and in mushroom farms. The presented algorithms can be used to design and implement intelligent irrigation systems, and after adding an additional module - for plant fertilization.

W artykule przedstawiono problematykę oszczędzania wody, zmniejszających się zasobów wody słodkiej na świecie oraz suszy w kontekście prawidłowego i efektywnego nawadniania rożnego rodzaju upraw. Zastosowanie mikroprocesorowych systemów zarządzania nawadnianiem ma znaczący wpływ na jakość plonu oraz racjonalne zużycie wody. Zaprezentowany został przykładowy schemat budowy systemu nawadniającego. W układzie zastosowane zostały tensometryczne czujniki wilgotności gleby, za pomocą których można określić relatywne zapotrzebowanie roślin na wodę, w zależności od podłoża uprawy. Dodatkowe zabezpieczenia systemu w postaci czujników opadów i prędkości wiatru dostarczają niezbędnych informacji dla prawidłowej pracy systemu nawadniającego. Następnie zaproponowano dwa uniwersalne algorytmy służące do automatyzacji procesu nawadniania upraw roślin ze względu na sposób doprowadzania wody do roślin. Pierwszy algorytm przeznaczony jest dla systemów wykorzystujących linie kroplujące - posiadają one szerokie zastosowanie w rożnego rodzaju uprawach, gdzie musimy precyzyjnie doprowadzić wodę do rośliny, taki system sprawdza się szczególnie w uprawach pod osłonami czy uprawach szkółkarskich. Drugi algorytm przeznaczony jest dla systemów opartych na spryskiwaczach - mają one zastosowanie przede wszystkim w uprawach polowych oraz pieczarkarniach. Przedstawione algorytmy mogą posłużyć do projektowania i wdrażania inteligentnych systemów nawadniania oraz po dołączeniu modułu dodatkowego - także do nawożenia roślin.