伴隨著科技進(jìn)步,中國現(xiàn)在設(shè)施農(nóng)業(yè) (又稱工廠化農(nóng)業(yè))已經(jīng)成為解決自動化、科技化問題的一種農(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調(diào)節(jié)以及控制作物生產(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,就是對常規(guī)農(nóng)業(yè)的革命性發(fā)展,是高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)以及技術(shù)密集型的農(nóng)業(yè)。近年來,國外例如以色列、荷蘭等國在設(shè)施農(nóng)業(yè)中研究以及生產(chǎn)方面已達(dá)到很高水平。我國近年來,塑料大棚與日光溫室為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)正迅速發(fā)展,但是與國外相比,普遍存在科技含量低、勞動強度大、生產(chǎn)水平和效益低下。所以,迫切需要技術(shù)改進(jìn),用來提高我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體水平。
要實現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè)及三農(nóng)服務(wù),涉及到關(guān)鍵技術(shù)中信息獲取手段是最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此 ,開發(fā)性能價格比高的設(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, 本人認(rèn)為把重視傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用是勢在必行的,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,按照其檢測參數(shù)分?jǐn)?shù),主要有以下幾種:
(1)溫度以及濕度:作物的生長與溫度與濕度有密切關(guān)系,塑料大棚的控制參數(shù)中,溫度和濕 度檢測、控制是主要參數(shù)之一。
(2)FDR土壤水分傳感器:作物生長需要水份,在設(shè)施農(nóng)業(yè)中如何灌水,做到了既不影響作物生長又不 浪費水資源是至關(guān)重要的問題。土壤墑情的檢測,需要用土壤水分傳感器。目前較廣泛采用 的FDR原理土壤水分傳感器由四針式不銹鋼鋼針作為監(jiān)測感應(yīng)部分。
(3)NDIR紅外CO2:農(nóng)作物生長發(fā)育離不開光合作用,而且光合作用又與CO2有關(guān),所以控制CO2的 濃度,有利于作物的生長發(fā)育。
(4)光照度:設(shè)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)分的測定包含土壤有機質(zhì)、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣以及鎂的檢測。土壤養(yǎng)分測定,廣泛采用離子、生物傳感器。
因為設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器是在系統(tǒng)中發(fā)揮作用,所以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(shè)施用傳感器的使用環(huán)境比工業(yè)更惡劣,例如高溫、高濕。因此傳感 器長期穩(wěn)定性要更高,需要解決涉以及傳感器穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)包括材料、工藝等。
(2)可以適應(yīng)系統(tǒng)要求設(shè)施農(nóng)業(yè)的實質(zhì)是實現(xiàn)人為調(diào)節(jié)與控制作物生長環(huán)境條件,就是通過一 個閉環(huán)系統(tǒng)來實現(xiàn)的。因此傳感器的性能都應(yīng)該與控制系統(tǒng)相適應(yīng)。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(yīng)時間等,這樣才可以使系統(tǒng)真正做到快速反應(yīng)與調(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。
因為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低,設(shè)施農(nóng)業(yè)剛起步,所以為了設(shè)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,用來滿足性價比要求。
這個新的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)的策略,本人認(rèn)為應(yīng)該就是在充分調(diào)動傳感器生產(chǎn)企業(yè)的積極性的同時,而且要防止一哄而上,低水平的重復(fù)。所以,電子敏感行業(yè)協(xié)會,應(yīng)該有一個統(tǒng)一的規(guī)劃,進(jìn)行宏觀調(diào)控,使設(shè)施農(nóng)業(yè)用的傳感器開發(fā)循序漸進(jìn),有條不紊地持續(xù)發(fā)展。
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