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传感器在设施农业中的应用
要实现高水平的设施农业,涉及到关键技术中信息获取手段是最重要的关键技术之一。因此 ,开发性能价格比高的设施农业用传感器是当务之急。作为传感器技术新世纪的发展方向, 本人认为把重视传感器在设施农业中的应用是势在必行的,这也是促进传感器产业化的重途径之一。
设施农业用传感器的品种较多,按其检测参数分数,主要有以下几种:
(1)温度和湿度:作物的生长与温度和湿度有密切关系,塑料大棚的控制参数中,温度与湿 度检测、控制是主要参数之一。
(2)土壤干燥度:作物生长需要水份,在设施农业中如何灌水,做到既不影响作物生长又不 浪费水资源是至关重要的问题。土壤干燥度的检测,需要用干燥度传感器。目前较广泛采用 的干燥度传感器是由负压传感器与陶瓷过滤管组成的。
(3)CO2:农作物生长发育离不开光合作用,而光合作用又与CO2有关,所以控制CO2的 浓度,有利于作物的生长发育。
(4)光照度:设施农业中,采用栽培管理自动化系统其光源完全为人工光,而不用太阳光, 采用光传感器来检测和控制光照强度,使作物可以得到均匀一致的光照。
(5)土壤养分:土壤养分依赖于施肥,合理施肥不仅可以提高作物产量,而且可以避免过施 肥而造成不必要的损失。土壤养分的测定包括土壤有机质、pH值、氮、磷、钾以及交换性钙 和镁的检测。土壤养分测定,广泛采用离子、生物传感器。
由于设施农业用传感器是在系统中发挥作用,因此传感器的性能必须符合以下要求:
(1)长期稳定性好 农业设施用传感器的使用环境比工业更恶劣,如高温、高湿。因此传感 器长期稳定性要更高,需要解决涉及传感器稳定性的关键技术包括材料、工艺等。
(2)能适应系统要求 设施农业的实质是实现人为调节和控制作物生长环境条件,是通过一 个闭环系统来实现的。因此传感器的性能都应该与控制系统相适应。尤其是传感器的长距离 布点、传感器灵敏度的一致性、传感器的响应时间等,这样才能使系统真正做到快速反应和 调控环境的高效工作。
(3)优良的性能价格比 由于用量较大,因此必须要求其价格较低廉,否则难于推广。
由于我国农业现代化水平较低,设施农业刚起步,因此为了设施农业的发展,必须从传感器 生产过程中挖潜,尽量降低成本,以满足性价比要求。
这个新的应用领域开发的策略,本人认为应该是在充分调动传感器生产企业的积极性的同时,又要防止一哄而上,低水平的重复。因此,电子敏感行业协会,应该有一个统一的规划,进行宏观调控,使设施农业用的传感器开发循序渐进,有条不紊地持续发展。
“九五”计划中,“工厂高效农业工程”已列入国家重点工程项目,并已启动实施。21世纪必将全面推广,传感器技术学术界和产业界应抓住这良好的机遇,把传感器在设施农业中的 应用作为主要服务领域之一,这既能促进我国农业水平的提高,又能促进传感器产业化 自身的发展。
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