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1.1精準農業
精準農業是以知識與信息作為核心,對各類作物的管理和生產進行全面優化的一種精細化生產方式[1]。精準農業應用了GPS(全球定位系統)、RS(遙感技術)以及GIS(地理信息系統)等技術。這些技術能夠幫助人們定量地獲得各田區對作物生長和生產產生影響的各類信息,從而展開科學調控,以最低投入獲得最大收益,在改善環境的基礎上對農業資源加以充分運用。
1.2傳感器
傳感器在設施園藝工作應用較為廣泛,主要是對一些重要參數加以檢測和控制。其中最為重要的參數包括以下方面。①圖像。借助攝像器械對各種作物生長變化展開連續記錄,幫助農戶對圖像展開分析,并對病蟲害進行監測。②溫度。利用鉑電阻、熱敏電阻及熱電偶等,對植物各處溫度進行監測,監測范圍達-20~80℃。③營養液。對硝酸根、鉀、鈣等離子進行連續、準確測定,上述3種離子標準濃度范圍分別為3~600mg/L、0.4~1000mg/L、0.4~400mg/L。④濕度。以鉑電阻通風干濕表測量溫室濕度,用熱傳導濕度計與負壓計測量土壤濕度,用高分子膜阻容濕敏元件測量小試管或組織培養室的濕度。⑤二氧化碳濃度。生產單位一般選擇氣體熱傳導二氧化碳濃度儀展開測量,而科研單位一般選擇二氧化碳紅外氣體分析儀展開測量。⑥風速。用熱偶微風表測量各設施中的風速。⑦光照。通常采用光量子計、照度計及日射計等。
1.3網絡通信
①信息服務。借助網絡將各類信息和服務提供給農業生產部門,主要目的是確保生產部門及農戶能夠在第一時間收獲經營、市場、地理、技術、資源及氣候等信息,為生產決策提供參考,提升市場競爭力。例如,應用電子攝像機觀察作物生長狀況,將觀測數據信息及時通過網絡傳輸給相關專家,進行遠程分析和診斷。②遠程監控。電子遠程監控可以幫助人們集中或分散地管理溫室,簡化了管控流程,減少了風險。有關部門可以借助局域網連接遠端服務器,形成網絡管理系統,遠程管控大型溫室群。
1.4自動控制
①施肥、灌溉。水培養液循環設施可以根據標準配方混合肥料,通過泵將其打進相應槽中混合。噴灌設施對水壓進行自動控制,對噴嘴進行調整。②通風。通過馬達對側窗、天窗等進行控制,實現自動啟閉,確保獲得充足的自然通風。③控制溫度。借助自動冷水噴淋設施,對溫室側面和頂面進行噴淋降溫。借助暖風機、地熱、透明薄膜等,進行自動加溫。④光照。用高壓鈉燈或熒光燈等,對溫室進行自動補光。
2電子技術在設施農業中應用需研究的關鍵技術
2.1采后處理
采后處理技術是實現產品商業價值的重要技術,常用技術包括自動化包裝、檢測、清洗、分級、稱重和整理等。
2.2專用傳感器
在設施農業中,不同環境需求的傳感器不同,應對專用傳感器展開研究。例如,在控制溫室環境時,應運用性能、精度都較高的溫濕度傳感器,因為其性能及精度會對控制作物生長環境產生直接影響。
2.3溫室節能
我國很多地區冬夏分明,在溫室控制方面會消耗很多能源,導致成本持續升高。有關部門應對熱交換系統、雙層充氣膜覆蓋及溫室蓄熱墻等展開進一步研究,同時深入開發、利用生物能、太陽能等新能源,充分提升其應用效益。
3結束語
伴隨電子技術高速發展,我國設施農業取得了極大進步。當前,電子技術在控制、監測及管理農業設施環境等工作環節中得到了廣泛應用,有效促進了我國設施農業發展。
作者:王澤家 單位:中國農業大學煙臺研究院