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傳感器在設施農(nóng)業(yè)中的應用
要實現(xiàn)高水平的設施農(nóng)業(yè),涉及到關鍵技術中信息獲取手段是最重要的關鍵技術之一。因此 ,開發(fā)性能價格比高的設施農(nóng)業(yè)用傳感器是當務之急。作為傳感器技術新世紀的發(fā)展方向, 本人認為把重視傳感器在設施農(nóng)業(yè)中的應用是勢在必行的,這也是促進傳感器產(chǎn)業(yè)化的重途徑之一。
設施農(nóng)業(yè)用傳感器的品種較多,按其檢測參數(shù)分數(shù),主要有以下幾種:
(1)溫度和濕度:作物的生長與溫度和濕度有密切關系,塑料大棚的控制參數(shù)中,溫度與濕 度檢測、控制是主要參數(shù)之一。
(2)土壤干燥度:作物生長需要水份,在設施農(nóng)業(yè)中如何灌水,做到既不影響作物生長又不 浪費水資源是至關重要的問題。土壤干燥度的檢測,需要用干燥度傳感器。目前較廣泛采用 的干燥度傳感器是由負壓傳感器與陶瓷過濾管組成的。
(3)CO2:農(nóng)作物生長發(fā)育離不開光合作用,而光合作用又與CO2有關,所以控制CO2的 濃度,有利于作物的生長發(fā)育。
(4)光照度:設施農(nóng)業(yè)中,采用栽培管理自動化系統(tǒng)其光源完全為人工光,而不用太陽光, 采用光傳感器來檢測和控制光照強度,使作物可以得到均勻一致的光照。
(5)土壤養(yǎng)分:土壤養(yǎng)分依賴于施肥,合理施肥不僅可以提高作物產(chǎn)量,而且可以避免過施 肥而造成不必要的損失。土壤養(yǎng)分的測定包括土壤有機質(zhì)、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣 和鎂的檢測。土壤養(yǎng)分測定,廣泛采用離子、生物傳感器。
由于設施農(nóng)業(yè)用傳感器是在系統(tǒng)中發(fā)揮作用,因此傳感器的性能必須符合以下要求:
(1)長期穩(wěn)定性好 農(nóng)業(yè)設施用傳感器的使用環(huán)境比工業(yè)更惡劣,如高溫、高濕。因此傳感 器長期穩(wěn)定性要更高,需要解決涉及傳感器穩(wěn)定性的關鍵技術包括材料、工藝等。
(2)能適應系統(tǒng)要求 設施農(nóng)業(yè)的實質(zhì)是實現(xiàn)人為調(diào)節(jié)和控制作物生長環(huán)境條件,是通過一 個閉環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)的。因此傳感器的性能都應該與控制系統(tǒng)相適應。尤其是傳感器的長距離 布點、傳感器靈敏度的一致性、傳感器的響應時間等,這樣才能使系統(tǒng)真正做到快速反應和 調(diào)控環(huán)境的高效工作。
(3)優(yōu)良的性能價格比 由于用量較大,因此必須要求其價格較低廉,否則難于推廣。
由于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低,設施農(nóng)業(yè)剛起步,因此為了設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,必須從傳感器 生產(chǎn)過程中挖潛,盡量降低成本,以滿足性價比要求。
這個新的應用領域開發(fā)的策略,本人認為應該是在充分調(diào)動傳感器生產(chǎn)企業(yè)的積極性的同時,又要防止一哄而上,低水平的重復。因此,電子敏感行業(yè)協(xié)會,應該有一個統(tǒng)一的規(guī)劃,進行宏觀調(diào)控,使設施農(nóng)業(yè)用的傳感器開發(fā)循序漸進,有條不紊地持續(xù)發(fā)展。
“九五”計劃中,“工廠高效農(nóng)業(yè)工程”已列入國家重點工程項目,并已啟動實施。21世紀必將全面推廣,傳感器技術學術界和產(chǎn)業(yè)界應抓住這良好的機遇,把傳感器在設施農(nóng)業(yè)中的 應用作為主要服務領域之一,這既能促進我國農(nóng)業(yè)水平的提高,又能促進傳感器產(chǎn)業(yè)化 自身的發(fā)展。
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