Los sensores de suelo ayudan a los agricultores a evaluar las condiciones de cultivo, como la disponibilidad de agua y nutrientes, el pH del suelo, la temperatura y la topografía.

El tomate (Solanum lycopersicum L.) es uno de los cultivos de mayor valor en el mercado mundial y se cultiva principalmente bajo riego. La producción de tomate suele verse afectada por condiciones desfavorables como el clima, el suelo y la disponibilidad de agua. Se han desarrollado e instalado tecnologías de sensores en todo el mundo para ayudar a los agricultores a evaluar las condiciones de cultivo, como la disponibilidad de agua y nutrientes, el pH del suelo, la temperatura y la topografía.
Factores asociados a la baja productividad del tomate. La demanda de tomate es alta tanto en el mercado de consumo en fresco como en el de producción industrial (procesamiento). Se observan bajos rendimientos de tomate en muchos sectores agrícolas, como en Indonesia, donde predominan los sistemas de cultivo tradicionales. La introducción de tecnologías como las aplicaciones y sensores basados ​​en el Internet de las Cosas (IoT) ha incrementado significativamente el rendimiento de diversos cultivos, incluido el tomate.
La falta de uso de sensores modernos y heterogéneos, debido a la información insuficiente, también conlleva bajos rendimientos en la agricultura. Una gestión adecuada del agua desempeña un papel fundamental para evitar la pérdida de cosechas, especialmente en los cultivos de tomate.
La humedad del suelo es otro factor determinante en el rendimiento del tomate, ya que es esencial para la transferencia de nutrientes y otros compuestos del suelo a la planta. Mantener la temperatura adecuada de la planta es importante, puesto que influye en la maduración de las hojas y los frutos.
La humedad óptima del suelo para las tomateras se encuentra entre el 60 % y el 80 %. La temperatura ideal para una máxima producción de tomate oscila entre los 24 y los 28 grados Celsius. Por encima de este rango de temperatura, el crecimiento de la planta y el desarrollo de las flores y los frutos no son óptimos. Si las condiciones del suelo y la temperatura fluctúan considerablemente, el crecimiento de la planta será lento y atrofiado, y los tomates madurarán de forma irregular.
Sensores utilizados en el cultivo de tomate. Se han desarrollado diversas tecnologías para la gestión precisa de los recursos hídricos, principalmente basadas en técnicas de detección cercana y remota. Para determinar el contenido de agua en las plantas, se utilizan sensores que evalúan el estado fisiológico de las plantas y su entorno. Por ejemplo, los sensores basados ​​en radiación de terahercios, combinados con mediciones de humedad, pueden determinar la presión sobre la hoja.
Los sensores utilizados para determinar el contenido de agua en las plantas se basan en diversos instrumentos y tecnologías, como la espectroscopia de impedancia eléctrica, la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), la tecnología ultrasónica y la tecnología de pinzas foliares. Los sensores de humedad y conductividad del suelo se utilizan para determinar la estructura, la salinidad y la conductividad del suelo.
Sensores de humedad y temperatura del suelo, así como un sistema de riego automático. Para obtener un rendimiento óptimo, los tomates requieren un sistema de riego adecuado. La creciente escasez de agua amenaza la producción agrícola y la seguridad alimentaria. El uso de sensores eficientes puede garantizar un uso óptimo de los recursos hídricos y maximizar el rendimiento de los cultivos.
Los sensores de humedad del suelo estiman la humedad del suelo. Los sensores de humedad del suelo desarrollados recientemente incluyen dos placas conductoras. Cuando estas placas se exponen a un medio conductor (como el agua), los electrones del ánodo migran hacia el cátodo. Este movimiento de electrones genera una corriente eléctrica que puede detectarse con un voltímetro. Este sensor detecta la presencia de agua en el suelo.
En algunos casos, los sensores de suelo se combinan con termistores que miden tanto la temperatura como la humedad. Los datos de estos sensores se procesan y generan una señal bidireccional de una sola línea que se envía al sistema de lavado automático. Cuando la temperatura y la humedad alcanzan ciertos umbrales, la bomba de agua se activa o desactiva automáticamente.
El bioristor es un sensor bioelectrónico. La bioelectrónica se utiliza para controlar los procesos fisiológicos de las plantas y sus características morfológicas. Recientemente, se ha desarrollado un sensor in vivo basado en transistores electroquímicos orgánicos (OECT), comúnmente conocidos como biorresistores. Este sensor se utilizó en el cultivo de tomate para evaluar los cambios en la composición de la savia que fluye por el xilema y el floema de las plantas en crecimiento. El sensor funciona en tiempo real dentro del organismo sin interferir con el funcionamiento de la planta.
Dado que el biorresistor se puede implantar directamente en los tallos de las plantas, permite la observación in vivo de los mecanismos fisiológicos asociados al movimiento de iones en plantas sometidas a condiciones de estrés como sequía, salinidad, presión de vapor insuficiente y alta humedad relativa. Biostor también se utiliza para la detección de patógenos y el control de plagas. Además, el sensor se emplea para monitorizar el estado hídrico de las plantas.