Published October 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Evaluation of IoT based smart drip irrigation and ETc based system for sweet corn

Creators

  • 1. Central Institute of Agricultural Engineering

Description

Smart irrigation is one form of precision irrigation that can help farmers maximize crop production while preserving water and energy. Many different types of smart irrigation system can be used, but there is no scientific consensus about which type is the finest. The purpose of this study was to compare various irrigation methods: an IoT-based soil moisture monitoring (IoT-SM) method using moisture sensors and an ET–based strategy. The best irrigation scheduling strategy should be determined by commercial production: keeping the soil water content near field capacity will result in a better fresh yield but not a more dry matter. Sweet corn was chosen as the crop under study. Growth characteristics (plant height, yield, and water productivity) were compared for each of the two approaches. For IoT based soil moisture monitoring method, two irrigation regimes were used: 43.5 per cent and 34.8 per cent (as field capacity (FC) of soil and 80% of FC, respectively) and crop evapotranspiration (ETc 100 per cent) for the ET-based method. The results showed that the IoT-SM 43.5 per cent could produce higher yields of about 12.05% and water savings by 11% compared to the ETc 100 per cent-based irrigation method. The developed IoT system was durable and water-resistant, allowing it to be deployed in outdoor agriculture. At the same time, a solar power supply eliminates the need for cabling and reduces sensor node maintenance.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الري الذكي هو أحد أشكال الري الدقيق الذي يمكن أن يساعد المزارعين على زيادة إنتاج المحاصيل مع الحفاظ على المياه والطاقة. يمكن استخدام العديد من الأنواع المختلفة لنظام الري الذكي، ولكن لا يوجد إجماع علمي حول النوع الأفضل. كان الغرض من هذه الدراسة هو مقارنة طرق الري المختلفة: طريقة مراقبة رطوبة التربة القائمة على إنترنت الأشياء (IoT - SM) باستخدام مستشعرات الرطوبة واستراتيجية قائمة على ET. يجب تحديد أفضل استراتيجية لجدولة الري من خلال الإنتاج التجاري: إن الحفاظ على محتوى مياه التربة بالقرب من سعة الحقل سيؤدي إلى إنتاجية طازجة أفضل ولكن ليس مادة أكثر جفافًا. تم اختيار الذرة الحلوة كمحصول قيد الدراسة. تمت مقارنة خصائص النمو (ارتفاع النبات والغلة وإنتاجية المياه) لكل من النهجين. بالنسبة لطريقة مراقبة رطوبة التربة القائمة على إنترنت الأشياء، تم استخدام نظامين للري: 43.5 في المائة و 34.8 في المائة (كقدرة حقلية (FC) للتربة و 80 في المائة من FC، على التوالي) وتبخر المحاصيل (ETc 100 في المائة) للطريقة القائمة على ET. أظهرت النتائج أن IoT - SM 43.5 في المائة يمكن أن ينتج عوائد أعلى تبلغ حوالي 12.05 في المائة وتوفير المياه بنسبة 11 في المائة مقارنة بطريقة الري القائمة على ETc بنسبة 100 في المائة. كان نظام إنترنت الأشياء المطور متينًا ومقاومًا للماء، مما سمح بنشره في الزراعة الخارجية. في الوقت نفسه، يلغي مصدر الطاقة الشمسية الحاجة إلى الكابلات ويقلل من صيانة عقدة المستشعر.

Translated Description (French)

L'irrigation intelligente est une forme d'irrigation de précision qui peut aider les agriculteurs à maximiser la production agricole tout en préservant l'eau et l'énergie. De nombreux types de systèmes d'irrigation intelligents peuvent être utilisés, mais il n'y a pas de consensus scientifique sur le meilleur type. Le but de cette étude était de comparer différentes méthodes d'irrigation : une méthode de surveillance de l'humidité du sol basée sur l'IoT (IoT-SM) utilisant des capteurs d'humidité et une stratégie basée sur l'ET. La meilleure stratégie de planification de l'irrigation doit être déterminée par la production commerciale : le maintien de la teneur en eau du sol près de la capacité du champ entraînera un meilleur rendement frais mais pas plus de matière sèche. Le maïs doux a été choisi comme culture à l'étude. Les caractéristiques de croissance (hauteur de la plante, rendement et productivité de l'eau) ont été comparées pour chacune des deux approches. Pour la méthode de surveillance de l'humidité du sol basée sur l'IdO, deux régimes d'irrigation ont été utilisés : 43,5 % et 34,8 % (en tant que capacité au champ (FC) du sol et 80 % de FC, respectivement) et évapotranspiration des cultures (ETc 100 %) pour la méthode basée sur l'ET. Les résultats ont montré que l'IoT-SM 43,5 % pourrait produire des rendements plus élevés d'environ 12,05 % et des économies d'eau de 11 % par rapport à la méthode d'irrigation à base d'ETc 100 %. Le système IoT développé était durable et résistant à l'eau, ce qui lui permettait d'être déployé dans l'agriculture en plein air. Dans le même temps, une alimentation solaire élimine le besoin de câblage et réduit la maintenance des nœuds de capteur.

Translated Description (Spanish)

El riego inteligente es una forma de riego de precisión que puede ayudar a los agricultores a maximizar la producción de cultivos al tiempo que conserva el agua y la energía. Se pueden utilizar muchos tipos diferentes de sistemas de riego inteligentes, pero no existe un consenso científico sobre qué tipo es el mejor. El propósito de este estudio fue comparar varios métodos de riego: un método de monitoreo de humedad del suelo basado en IoT (IoT-SM) que utiliza sensores de humedad y una estrategia basada en ET. La mejor estrategia de programación de riego debe estar determinada por la producción comercial: mantener el contenido de agua del suelo cerca de la capacidad del campo dará como resultado un mejor rendimiento fresco, pero no una materia más seca. El maíz dulce fue elegido como el cultivo en estudio. Se compararon las características de crecimiento (altura de la planta, rendimiento y productividad del agua) para cada uno de los dos enfoques. Para el método de monitoreo de humedad del suelo basado en IoT, se utilizaron dos regímenes de riego: 43.5 por ciento y 34.8 por ciento (como capacidad de campo (FC) del suelo y 80% de FC, respectivamente) y evapotranspiración de cultivos (ETc 100 por ciento) para el método basado en ET. Los resultados mostraron que el IoT-SM 43.5 por ciento podría producir mayores rendimientos de alrededor del 12.05% y ahorros de agua en un 11% en comparación con el método de riego basado en ETc 100 por ciento. El sistema IoT desarrollado era duradero y resistente al agua, lo que le permitía desplegarse en la agricultura al aire libre. Al mismo tiempo, una fuente de alimentación solar elimina la necesidad de cableado y reduce el mantenimiento del nodo sensor.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم الري بالتنقيط الذكي القائم على إنترنت الأشياء والنظام القائم على ETc للذرة الحلوة
Translated title (French)
Évaluation de l'irrigation au goutte-à-goutte intelligente basée sur l'IdO et du système basé sur l'ETc pour le maïs sucré
Translated title (Spanish)
Evaluación del sistema inteligente de riego por goteo basado en IoT y ETc para maíz dulce

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4367397249
DOI
10.1016/j.atech.2023.100248

Is supplement to
https://openalex.org/W56041410 (Other)
https://openalex.org/W4385071250 (Other)
https://openalex.org/W4361255784 (Other)
https://openalex.org/W4250972851 (Other)
https://openalex.org/W2992412766 (Other)
https://openalex.org/W2725131948 (Other)
https://openalex.org/W2371254784 (Other)
https://openalex.org/W2046718170 (Other)
https://openalex.org/W1963512397 (Other)
https://openalex.org/W175111433 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1969974566
  • https://openalex.org/W1977987875
  • https://openalex.org/W1978585833
  • https://openalex.org/W1994661114
  • https://openalex.org/W2004211145
  • https://openalex.org/W2012109595
  • https://openalex.org/W2013053346
  • https://openalex.org/W2026145438
  • https://openalex.org/W2041241467
  • https://openalex.org/W2056357777
  • https://openalex.org/W2059695398
  • https://openalex.org/W2062079960
  • https://openalex.org/W2091475296
  • https://openalex.org/W2107584648
  • https://openalex.org/W2135048718
  • https://openalex.org/W2144260204
  • https://openalex.org/W2150355727
  • https://openalex.org/W2151753558
  • https://openalex.org/W2158766120
  • https://openalex.org/W2162104373
  • https://openalex.org/W2286290852
  • https://openalex.org/W2325879942
  • https://openalex.org/W2368466486
  • https://openalex.org/W2409404905
  • https://openalex.org/W2503605632
  • https://openalex.org/W2590967093
  • https://openalex.org/W2761260249
  • https://openalex.org/W2772496390
  • https://openalex.org/W2796005654
  • https://openalex.org/W2801981158
  • https://openalex.org/W2896715775
  • https://openalex.org/W2907017276
  • https://openalex.org/W2986016922
  • https://openalex.org/W3010003004
  • https://openalex.org/W3010977907
  • https://openalex.org/W3016988517
  • https://openalex.org/W3119005661
  • https://openalex.org/W3213216988
  • https://openalex.org/W340325129
  • https://openalex.org/W4200017073
  • https://openalex.org/W4220863039
  • https://openalex.org/W4234060213
  • https://openalex.org/W4311105690
  • https://openalex.org/W4317830839