doi: 10.24412/0044-3913-2025-8-9-15 УДК 631.58:551:5 

С. Ю. БЛОХИНА, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Д. А. МАТВЕЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Агрофизический научно-исследовательский институт, Гражданский просп., 14, Санкт-Петербург, 195220, Российская Федерация

Точная оценка уровня питательных веществ в почве закладывает основу для разработки эффективных стратегий внесения удобрений, что способствует увеличению урожайности сельскохозяйственных культур и оптимизации состояния почвы. Цель исследований – анализ новых тенденций и ключевых разработок в сфере определения основных агрохимических параметров почвы в режиме реального времени с акцентом на преимущества интеграции в системы интеллектуального мониторинга. Традиционные методы оценки содержания основных питательных веществ в почве, которые обычно включают отбор проб почвы с последующим лабораторным анализом, требуют много времени, дорогостоящи и не позволяют охватить всю степень пространственной и временной изменчивости параметров в пределах поля, что часто приводит к неэффективному использованию удобрений. В рамках стратегии интеллектуального земледелия растет спрос на технологии зондирования в реальном времени с целью оперативного получения необходимой информации для эффективного управления ресурсами. В большинстве исследований для определения содержания основных макроэлементов в почве используют электрохимические датчики, интенгрированные в IoT системы мониторинга. В концептуальном плане использование твердоконтактных ион-селективных электродов служит потенциальной технологией для определения содержания питательных веществ в реальном времени благодаря быстрому отклику, прямому обнаружению аналита с широким диапазоном чувствительности, простоте и портативности. Наиболее успешная стратегия развития интелектуального земледелия предусматривает использование дистанционного зондирования и новых материалов на основе графена для изготовления ион-селективных электродов. Многие подходы к управлению питанием почвы все еще находятся на стадии прототипов и экспериментального проектирования без масштабной проверки в полевых условиях и в основном сосредоточены на самих системах мониторинга. Это свидетельствует о необходимости проведения крупномасштабных исследований в посевах сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: интеллектуальное земледелие; интернет вещей; мониторинг; основные агрохимические параметры почвы; датчик NPK; беспроводные сенсорные сети.

Для цитирования: Блохина С. Ю., Матвеенко Д. А. Мониторинг основных агрохимических параметров плодородия почв в интеллектуальном земледелии // Земледелие. 2025. № 8. С. 9–15. doi: 10.24412/0044‑3913‑2025‑8‑9‑15.

Monitoring the main agrochemical parameters of soil fertility in smart farming

S. Ju. Blohina, D. A. Matveenko

Agrophysical Research Institute, Grazhdanskiy prosp., 14, Sankt-Peterburg, 195220, Russian Federation

Abstract. Accurately assessing soil nutrient levels lays the foundation for developing effective fertilizer application strategies, thereby increasing crop yields and optimising soil health. The objective of this research is to analyse emerging trends and key developments in real-time determination of key agrochemical soil parameters, emphasising the benefits of integration into smart monitoring systems. Traditional methods for assessing key nutrient content in soil, which typically involve soil sampling followed by laboratory analysis, are time-consuming, expensive, and fail to capture the full extent of spatial and temporal variability within a field, often resulting in inefficient fertilizer use. As part of smart farming strategies, there is a growing demand for real-time sensing technologies to quickly obtain the necessary information for effective resource management. Most studies use electrochemical sensors integrated into IoT monitoring systems to determine the content of key macronutrients in soil. Conceptually, the use of solid-contact ion-selective electrodes offers potential for real-time nutrient determination due to their rapid response, direct analyte detection with a wide sensitivity range, simplicity, and portability. The most successful strategy for developing smart farming involves the use of remote sensing and new graphene-based materials for the fabrication of ion-selective electrodes. Many approaches to soil nutrient management are still in the prototyping and experimental design stages without large-scale field testing and primarily focus on the monitoring systems themselves. This highlights the need for large-scale field studies.

Keywords: smart farming; Internet of Things; monitoring; key soil agrochemical parameters; NPK sensor; wireless sensor networks.

Author Details: S. Ju. Blohina, Cand Sc. (Biol.), senior research fellow (e‑mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); D. A. Matveenko, Cand Sc. (Agr.), senior research fellow (e‑mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).

For citation: Blohina SJu, Matveenko DA [Monitoring the main agrochemical parameters of soil fertility in smart farming]. Zemledelie. 2025;(8):9‑15. Russian. doi: 10.24412/0044‑3913‑2025‑8‑9‑15.