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      傳感器在農業中的廣泛應用

      日期:2021-02-13 05:01
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      摘要:
      我國雖然是農業大國,但要解決十二億人口的吃飯問題還是個值得重視的問題。這個問題的解決關鍵在于提高農業生產效益和增強抗災能力。隨著科學技術的不斷發展,當前設施農業(又稱工廠化農業)已成為解決上述關鍵問題的一種農業新興產業。設施農業是借助溫室及其配套裝置來調節和控制作物生產環境條件的新農業生產方式,是農業擺脫自然制約的有效手段,是對常規農業的**性發展,是高產、高效、上等和技術密集型的農業。近年來,國外如以色列、荷蘭等國在設施農業中研究和生產方面已達到很高水平。我國近年來,塑料大棚和日光溫室為主體的設施農業正迅速發展,但與國外相比,普遍存在科技含量低、勞動強度大、生產水平和效益低下。因此,迫切需要技術改進,以提高我國設施農業的整體水平。

        要實現高水平的設施農業,涉及到關鍵技術中信息獲取手段是*重要的關鍵技術之一。因此,開發性能價格比高的設施農業用傳感器是當務之急。作為傳感器技術新世紀的發展方向,傳感器在農業中的廣泛應用,這也是促進傳感器產業化的重途徑之一。

        設施農業用傳感器的品種較多,按其檢測參數分數,主要有以下幾種:

        (1)溫度和濕度:作物的生長與溫度和濕度有密切關系,塑料大棚的控制參數中,溫度與濕 度檢測、控制是主要參數之一。

        (2)土壤干燥度:作物生長需要水份,在設施農業中如何灌水,做到既不影響作物生長又不浪費水資源是至關重要的問題。土壤干燥度的檢測,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壓傳感器與陶瓷過濾管組成的。

        (3)CO2:農作物生長發育離不開光合作用,而光合作用又與CO2有關,所以控制CO2的 濃度,有利于作物的生長發育。

        (4)光照度:設施農業中,采用栽培管理自動化系統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)土壤養分:土壤養分依賴于施肥,合理施肥不僅可以提高作物產量,而且可以避免過施肥而造成不必要的損失。土壤養分的測定包括土壤有機質、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣和鎂的檢測。土壤養分測定,廣泛采用離子、生物傳感器。

        由于設施農業用傳感器是在系統中發揮作用,因此傳感器的性能必須符合以下要求:

        (1)長期穩定性好 農業設施用傳感器的使用環境比工業更惡劣,如高溫、高濕。因此傳感器長期穩定性要更高,需要解決涉及傳感器穩定性的關鍵技術包括材料、工藝等。

        (2)能適應系統要求 設施農業的實質是實現人為調節和控制作物生長環境條件,是通過一個閉環系統來實現的。因此傳感器的性能都應該與控制系統相適應。尤其是傳感器的長距離布點、傳感器靈敏度的一致性、傳感器的響應時間等,這樣才能使系統真正做到快速反應和 調控環境的高效工作。

        (3)優良的性能價格比 由于用量較大,因此必須要求其價格較低廉,否則難于推廣。

        由于我國農業現代化水平較低,設施農業剛起步,因此為了設施農業的發展,必須從傳感器生產過程中挖潛,盡量降低成本,以滿足性價比要求。

        這個新的應用領域開發的策略,本人認為應該是在充分調動傳感器生產企業的積極性的同時,又要防止一哄而上,低水平的重復。因此,電子敏感行業協會,應該有一個統一的規劃,進行宏觀調控,使設施農業用的傳感器開發循序漸進,有條不紊地持續發展。

        “工廠高效農業工程”已列入國家重點工程項目,并已啟動實施。21世紀必將**推廣,傳感器技術學術界和產業界應抓住這良好的機遇,把傳感器在設施農業中的應用作為主要服務領域之一,這既能促進我國農業水平的提高,又能促進傳感器產業化自身的發展。
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