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        电子技术在设施农业中的应用

        1电子技术在设施农业中的应用

        1.1精准农业

        精准农业是以知识与信息作为核心,对各类作物的管理和生产进行全面优化的一种精细化生产方式[1]。精准农业应用了GPS(全球定位系统)、RS(遥感技术)以及GIS(地理信息系统)等技术。这些技术能够帮助人们定量地获得各田区对作物生长和生产产生影响的各类信息,从而展开科学调控,以最低投入获得最大收益,在改善环境的基础上对农业资源加以充分运用。

        1.2传感器

        传感器在设施园艺工作应用较为广泛,主要是对一些重要参数加以检测和控制。其中最为重要的参数包括以下方面。①图像。借助摄像器械对各种作物生长变化展开连续记录,帮助农户对图像展开分析,并对病虫害进行监测。②温度。利用铂电阻、热敏电阻及热电偶等,对植物各处温度进行监测,监测范围达-20~80℃。③营养液。对硝酸根、钾、钙等离子进行连续、准确测定,上述3种离子标准浓度范围分别为3~600mg/L、0.4~1000mg/L、0.4~400mg/L。④湿度。以铂电阻通风干湿表测量温室湿度,用热传导湿度计与负压计测量土壤湿度,用高分子膜阻容湿敏元件测量小试管或组织培养室的湿度。⑤二氧化碳浓度。生产单位一般选择气体热传导二氧化碳浓度仪展开测量,而科研单位一般选择二氧化碳红外气体分析仪展开测量。⑥风速。用热偶微风表测量各设施中的风速。⑦光照。通常采用光量子计、照度计及日射计等。

        1.3网络通信

        ①信息服务。借助网络将各类信息和服务提供给农业生产部门,主要目的是确保生产部门及农户能够在第一时间收获经营、市场、地理、技术、资源及气候等信息,为生产决策提供参考,提升市场竞争力。例如,应用电子摄像机观察作物生长状况,将观测数据信息及时通过网络传输给相关专家,进行远程分析和诊断。②远程监控。电子远程监控可以帮助人们集中或分散地管理温室,简化了管控流程,减少了风险。有关部门可以借助局域网连接远端服务器,形成网络管理系统,远程管控大型温室群。

        1.4自动控制

        ①施肥、灌溉。水培养液循环设施可以根据标准配方混合肥料,通过泵将其打进相应槽中混合。喷灌设施对水压进行自动控制,对喷嘴进行调整。②通风。通过马达对侧窗、天窗等进行控制,实现自动启闭,确保获得充足的自然通风。③控制温度。借助自动冷水喷淋设施,对温室侧面和顶面进行喷淋降温。借助暖风机、地热、透明薄膜等,进行自动加温。④光照。用高压钠灯或荧光灯等,对温室进行自动补光。

        2电子技术在设施农业中应用需研究的关键技术

        2.1采后处理

        采后处理技术是实现产品商业价值的重要技术,常用技术包括自动化包装、检测、清洗、分级、称重和整理等。

        2.2专用传感器

        在设施农业中,不同环境需求的传感器不同,应对专用传感器展开研究。例如,在控制温室环境时,应运用性能、精度都较高的温湿度传感器,因为其性能及精度会对控制作物生长环境产生直接影响。

        2.3温室节能

        我国很多地区冬夏分明,在温室控制方面会消耗很多能源,导致成本持续升高。有关部门应对热交换系统、双层充气膜覆盖及温室蓄热墙等展开进一步研究,同时深入开发、利用生物能、太阳能等新能源,充分提升其应用效益。

        3结束语

        伴随电子技术高速发展,我国设施农业取得了极大进步。当前,电子技术在控制、监测及管理农业设施环境等工作环节中得到了广泛应用,有效促进了我国设施农业发展。

        作者:王泽家 单位:中国农业大学烟台研究院

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