Ας πάρουμε για παράδειγμα την καλλιέργεια του αμπελιού. Υπάρχουν ποικιλίες όπως η Premium Cabernet ή Merlot, οι οποίες απαιτούν πολύ συγκεκριμένες ποσότητες ύδατος για να παραχθούν τελικά καρποί πολύ συγκεκριμένων γευστικών χαρακτηριστικών.
Οι μετρήσεις της υγρασίας του εδάφους όμως, όσο σύγχρονες και αν είναι, τελικά απέχουν πολύ από τα επιθυμητά επίπεδα υγρασίας. Οι περισσότερες μέθοδοι μετρούν τα επίπεδα νερού τοποθετώντας τους αισθητήρες υγρασίας εδάφους. Τις περισσότερες φορές όμως, οι ρίζες των φυτών επιθυμούν να ταξιδέψουν μακριά από το σημείο εφαρμογής του αισθητήρα και εκεί ακριβώς είναι που ξεκινάει το πρόβλημα.
Οι περισσότεροι αισθητήρες μετράνε την εδαφική υγρασία, παίρνοντας όμως έμμεσες μετρήσεις. Το θέμα όμως είναι πως ο παραγωγός δε συλλέγει έδαφος αλλά καρπούς.
Η μέτρηση της υγρασίας στο εσωτερικό του φυτού είναι ο πιο ακριβής τρόπος προσδιορισμού των αναγκών ύδατος των καλλιεργειών αλλά δεν παύει να είναι μια χειρωνακτική διαδικασία καθώς επίσης και χρονοβόρα.
Η διαδικασία είναι η εξής:
Οι μετρητές υγρασίας κόβουν ένα φύλλο, το τοποθετούν σε ένα θάλαμο πίεσης και ασκούν πίεση σε αυτό μέχρι να βγει νερό. Επειδή η μέθοδος είναι χρονοβόρα και αργή, οι καλλιεργητές δεν τη χρησιμοποιούν συχνά. Ούτε δίδει μια συνεχή εικόνα της υδατικής κατάστασης του φυτού. Η συγκεκριμένη διαδικασία αποκαλύπτει τις υδατικές ανάγκες του φυτού για την τρέχουσα εβδομάδα αλλά δε δείχνει ποιες ήταν οι υδατικές ανάγκες την προηγούμενη εβδομάδα κ.ο.κ.
Μία επιθυμητή κατάσταση θα ήταν να γνωρίζουμε συνεχώς το πόσο νερό χρειάζονται οι καλλιέργειες και αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο με έναν συνεχή τρόπο παρακολούθησης των καλλιεργειών.
Πως μπορεί να επιτευχθεί αυτό;
Για τη συνεχή μέτρηση των επιπέδων υγρασίας των καλλιεργειών, κάθε φυτό θα πρέπει να είναι εξοπλισμένο με δικό του αισθητήρα νερού - και αυτό ακριβώς έκανε η ομάδα Cornell.
Επιστήμονες αυτής της ομάδας χρειάστηκε να πραγματοποιήσουν ένα ταξίδι μέσα στο φυτό και να ανακαλύψουν ανεξερεύνητους τόπους…
Δημιουργήθηκε ένας μικροαισθητήρας ο οποίος μπορεί να εισαχθεί κατευθείαν μέσα στο φυτό. Κατά την κατασκευή αυτού του μικροτσίπ, οι κατασκευαστές του στηρίχθηκαν στη ιδιαίτερη αρχιτεκτονική του κάθε φυτού, όσον αφορά στη διαχείριση του ύδατος, βασιζόμενη σε βασικές αρχές της φυσιολογίας των φυτών.
Τα φύλλα των φυτών έχουν μικροσκοπικούς πόρους γεμάτους με νερό το οποίο νερό προέρχεται από τις ρίζες και εν συνεχεία εξατμίζεται μέσω των μεμβρανών των φύλλων. Το μικροτσιπ έχει επίσης μια κοιλότητα γεμάτη με νερό και μια μεμβράνη μέσω της οποίας το νερό εξατμίζεται. Καθώς το νερό του φυτού εξαντλείται, το ίδιο συμβαίνει και με αυτό του αισθητήρα. Όταν τα επίπεδα υγρασίας πέφτουν, το μικροτσιπ στέλνει ένα σήμα σε έναν καταγραφέα δεδομένων μέσω ενός καλωδίου ή ενός ασύρματου πομπού για ερμηνεία και αποθήκευση αυτών. Ο παραγωγός εν συνεχεία ενημερώνεται πως τα επίπεδα υγρασίας αρχίζουν και πέφτουν υπό των επιτρεπτών ορίων. Στο κρίσιμο σημείο που θα πρέπει οι καλλιέργειες να εφοδιασθούν με νερό επίσης το μικροτσίπ θα πρέπει να τροφοδοτηθεί αντιστοίχως με νερό, οπότε και ο κύκλος ξεκινάει εκ νέου.
Οι συγκεκριμένοι αισθητήρες θα δώσουν τη δυνατότητα στους καλλιεργητές να προσαρμόσουν τα χρονοδιαγράμματα της άρδευσης αναλόγως των υδατικών αναγκών των καλλιεργειών, καθώς και ανάλογα των ιδιαιτέρων ατμοσφαιρικών συνθηκών.
Καθώς το πόσο νερό απαιτεί η κάθε καλλιέργεια μπορεί να αλλάζει δραματικά ακόμη και μέσα στη διάρκεια της ημέρας, το μικροτσιπ θα επιτρέπει στους καλλιεργητές να λαμβάνουν γρήγορα ενημερώσεις και να δρουν άμεσα. Επίσης με αυτόν τον τρόπο αποτρέπεται η αλόγιστη και μη αναγκαία χρήση του αρδευτικού νερού.
Η συγκεκριμένη τεχνολογία έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τα οινοποιεία, επειδή τα κόκκινα σταφύλια επωφελούνται από ελαφρά έλλειψη νερού αργότερα κατά τη διάρκεια της σεζόν, και επειδή γενικά η επίτευξη των ιδιαιτέρων γευστικών χαρακτηριστικών της αμπέλου επιτυγχάνεται κατά ένα μεγάλο βαθμό από τα σωστά επίπεδα υγρασίας.
Σε περιόδους που μας ενδιαφέρει η παραγωγή καρπών, η επιπλέον προσφορά νερού από αυτή που πραγματικά απαιτείται τείνει να δώσει περισσότερο ενέργεια στα φύλλα του φυτού παρά στους καρπούς. Ιδιαιτέρως αναφερόμενοι στην καλλιέργεια της αμπέλου, ένα μικρό υδατικό στρεσάρισμα είναι επιθυμητό έτσι ώστε να έχουμε ανώτερη ποιότητα γεύσης, όπως για παράδειγμα καρπούς με περισσότερα σάκχαρα.
Η χρήση αυτών των μικροαισθητήρων είναι πολλά υποσχόμενη καθώς θα μπορέσει να βοηθήσει τους παραγωγούς να αναγνώσουν έγκαιρα την έλλειψη νερού και να ξέρουν πότε και πόσο πρέπει να ποτίσουν. Έτσι θα υπάρχει βελτιστοποίηση της άρδευσης κάνοντας χρήση του νερού την κατάλληλη στιγμή με αποφυγή της σπατάλης του πολυτίμου αυτού
