文章詳情
傳感器在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用
日期:2024-11-16 08:18
瀏覽次數(shù):5592
摘要:
我國(guó)雖然是農(nóng)業(yè)大國(guó),但要解決十二億人口的吃飯問(wèn)題還是個(gè)值得重視的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題的解決關(guān)鍵在于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和增強(qiáng)抗災(zāi)能力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)(又稱(chēng)工廠化農(nóng)業(yè))已成為解決上述關(guān)鍵問(wèn)題的一種農(nóng)業(yè)新興產(chǎn)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)是借助溫室及其配套裝置來(lái)調(diào)節(jié)和控制作物生產(chǎn)環(huán)境條件的新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,是農(nóng)業(yè)擺脫自然制約的有效手段,是對(duì)常規(guī)農(nóng)業(yè)的**性發(fā)展,是高產(chǎn)、高效、上等和技術(shù)密集型的農(nóng)業(yè)。近年來(lái),國(guó)外如以色列、荷蘭等國(guó)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中研究和生產(chǎn)方面已達(dá)到很高水平。我國(guó)近年來(lái),塑料大棚和日光溫室為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)正迅速發(fā)展,但與國(guó)外相比,普遍存在科技含量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)水平和效益低下。因此,迫切需要技術(shù)改進(jìn),以提高我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體水平。
要實(shí)現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè),涉及到關(guān)鍵技術(shù)中信息獲取手段是*重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,開(kāi)發(fā)性能價(jià)格比高的設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器是當(dāng)務(wù)之急。作為傳感器技術(shù)新世紀(jì)的發(fā)展方向,傳感器在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用,這也是促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化的重途徑之一。
設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器的品種較多,按其檢測(cè)參數(shù)分?jǐn)?shù),主要有以下幾種:
(1)溫度和濕度:作物的生長(zhǎng)與溫度和濕度有密切關(guān)系,塑料大棚的控制參數(shù)中,溫度與濕 度檢測(cè)、控制是主要參數(shù)之一。
(2)土壤干燥度:作物生長(zhǎng)需要水份,在設(shè)施農(nóng)業(yè)中如何灌水,做到既不影響作物生長(zhǎng)又不浪費(fèi)水資源是至關(guān)重要的問(wèn)題。土壤干燥度的檢測(cè),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(fù)壓傳感器與陶瓷過(guò)濾管組成的。
(3)CO2:農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)光合作用,而光合作用又與CO2有關(guān),所以控制CO2的 濃度,有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育。
(4)光照度:設(shè)施農(nóng)業(yè)中,采用栽培管理自動(dòng)化系統(tǒng)其光源完全為人工光,而不用太陽(yáng)光,采用光傳感器來(lái)檢測(cè)和控制光照強(qiáng)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(lài)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(guò)施肥而造成不必要的損失。土壤養(yǎng)分的測(cè)定包括土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣和鎂的檢測(cè)。土壤養(yǎng)分測(cè)定,廣泛采用離子、生物傳感器。
由于設(shè)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(zhǎng)期穩(wěn)定性好 農(nóng)業(yè)設(shè)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(zhǎng)期穩(wěn)定性要更高,需要解決涉及傳感器穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)包括材料、工藝等。
(2)能適應(yīng)系統(tǒng)要求 設(shè)施農(nóng)業(yè)的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)人為調(diào)節(jié)和控制作物生長(zhǎng)環(huán)境條件,是通過(guò)一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此傳感器的性能都應(yīng)該與控制系統(tǒng)相適應(yīng)。尤其是傳感器的長(zhǎng)距離布點(diǎn)、傳感器靈敏度的一致性、傳感器的響應(yīng)時(shí)間等,這樣才能使系統(tǒng)真正做到快速反應(yīng)和 調(diào)控環(huán)境的高效工作。
(3)優(yōu)良的性能價(jià)格比 由于用量較大,因此必須要求其價(jià)格較低廉,否則難于推廣。
由于我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低,設(shè)施農(nóng)業(yè)剛起步,因此為了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,必須從傳感器生產(chǎn)過(guò)程中挖潛,盡量降低成本,以滿(mǎn)足性?xún)r(jià)比要求。
這個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的策略,本人認(rèn)為應(yīng)該是在充分調(diào)動(dòng)傳感器生產(chǎn)企業(yè)的積極性的同時(shí),又要防止一哄而上,低水平的重復(fù)。因此,電子敏感行業(yè)協(xié)會(huì),應(yīng)該有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃,進(jìn)行宏觀調(diào)控,使設(shè)施農(nóng)業(yè)用的傳感器開(kāi)發(fā)循序漸進(jìn),有條不紊地持續(xù)發(fā)展。
“工廠高效農(nóng)業(yè)工程”已列入國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目,并已啟動(dòng)實(shí)施。21世紀(jì)必將**推廣,傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)抓住這良好的機(jī)遇,把傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用作為主要服務(wù)領(lǐng)域之一,這既能促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)水平的提高,又能促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化自身的發(fā)展。
要實(shí)現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè),涉及到關(guān)鍵技術(shù)中信息獲取手段是*重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,開(kāi)發(fā)性能價(jià)格比高的設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器是當(dāng)務(wù)之急。作為傳感器技術(shù)新世紀(jì)的發(fā)展方向,傳感器在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用,這也是促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化的重途徑之一。
設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器的品種較多,按其檢測(cè)參數(shù)分?jǐn)?shù),主要有以下幾種:
(1)溫度和濕度:作物的生長(zhǎng)與溫度和濕度有密切關(guān)系,塑料大棚的控制參數(shù)中,溫度與濕 度檢測(cè)、控制是主要參數(shù)之一。
(2)土壤干燥度:作物生長(zhǎng)需要水份,在設(shè)施農(nóng)業(yè)中如何灌水,做到既不影響作物生長(zhǎng)又不浪費(fèi)水資源是至關(guān)重要的問(wèn)題。土壤干燥度的檢測(cè),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(fù)壓傳感器與陶瓷過(guò)濾管組成的。
(3)CO2:農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)光合作用,而光合作用又與CO2有關(guān),所以控制CO2的 濃度,有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育。
(4)光照度:設(shè)施農(nóng)業(yè)中,采用栽培管理自動(dòng)化系統(tǒng)其光源完全為人工光,而不用太陽(yáng)光,采用光傳感器來(lái)檢測(cè)和控制光照強(qiáng)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(lài)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(guò)施肥而造成不必要的損失。土壤養(yǎng)分的測(cè)定包括土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣和鎂的檢測(cè)。土壤養(yǎng)分測(cè)定,廣泛采用離子、生物傳感器。
由于設(shè)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(zhǎng)期穩(wěn)定性好 農(nóng)業(yè)設(shè)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(zhǎng)期穩(wěn)定性要更高,需要解決涉及傳感器穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)包括材料、工藝等。
(2)能適應(yīng)系統(tǒng)要求 設(shè)施農(nóng)業(yè)的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)人為調(diào)節(jié)和控制作物生長(zhǎng)環(huán)境條件,是通過(guò)一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此傳感器的性能都應(yīng)該與控制系統(tǒng)相適應(yīng)。尤其是傳感器的長(zhǎng)距離布點(diǎn)、傳感器靈敏度的一致性、傳感器的響應(yīng)時(shí)間等,這樣才能使系統(tǒng)真正做到快速反應(yīng)和 調(diào)控環(huán)境的高效工作。
(3)優(yōu)良的性能價(jià)格比 由于用量較大,因此必須要求其價(jià)格較低廉,否則難于推廣。
由于我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低,設(shè)施農(nóng)業(yè)剛起步,因此為了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,必須從傳感器生產(chǎn)過(guò)程中挖潛,盡量降低成本,以滿(mǎn)足性?xún)r(jià)比要求。
這個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的策略,本人認(rèn)為應(yīng)該是在充分調(diào)動(dòng)傳感器生產(chǎn)企業(yè)的積極性的同時(shí),又要防止一哄而上,低水平的重復(fù)。因此,電子敏感行業(yè)協(xié)會(huì),應(yīng)該有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃,進(jìn)行宏觀調(diào)控,使設(shè)施農(nóng)業(yè)用的傳感器開(kāi)發(fā)循序漸進(jìn),有條不紊地持續(xù)發(fā)展。
“工廠高效農(nóng)業(yè)工程”已列入國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目,并已啟動(dòng)實(shí)施。21世紀(jì)必將**推廣,傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)抓住這良好的機(jī)遇,把傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用作為主要服務(wù)領(lǐng)域之一,這既能促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)水平的提高,又能促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化自身的發(fā)展。