電子技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
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1電子技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
1.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是以知識(shí)與信息作為核心，對各類作物的管理和生產(chǎn)進(jìn)行全面優(yōu)化的一種精細(xì)化生產(chǎn)方式[1]。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用了GPS（全球定位系統(tǒng)）、RS（遙感技術(shù)）以及GIS（地理信息系統(tǒng)）等技術(shù)。這些技術(shù)能夠幫助人們定量地獲得各田區(qū)對作物生長和生產(chǎn)產(chǎn)生影響的各類信息，從而展開科學(xué)調(diào)控，以最低投入獲得最大收益，在改善環(huán)境的基礎(chǔ)上對農(nóng)業(yè)資源加以充分運(yùn)用。
1.2傳感器
傳感器在設(shè)施園藝工作應(yīng)用較為廣泛，主要是對一些重要參數(shù)加以檢測和控制。其中最為重要的參數(shù)包括以下方面。①圖像。借助攝像器械對各種作物生長變化展開連續(xù)記錄，幫助農(nóng)戶對圖像展開分析，并對病蟲害進(jìn)行監(jiān)測。②溫度。利用鉑電阻、熱敏電阻及熱電偶等，對植物各處溫度進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測范圍達(dá)-20～80℃。③營養(yǎng)液。對硝酸根、鉀、鈣等離子進(jìn)行連續(xù)、準(zhǔn)確測定，上述3種離子標(biāo)準(zhǔn)濃度范圍分別為3～600mg/L、0.4～1000mg/L、0.4～400mg/L。④濕度。以鉑電阻通風(fēng)干濕表測量溫室濕度，用熱傳導(dǎo)濕度計(jì)與負(fù)壓計(jì)測量土壤濕度，用高分子膜阻容濕敏元件測量小試管或組織培養(yǎng)室的濕度。⑤二氧化碳濃度。生產(chǎn)單位一般選擇氣體熱傳導(dǎo)二氧化碳濃度儀展開測量，而科研單位一般選擇二氧化碳紅外氣體分析儀展開測量。⑥風(fēng)速。用熱偶微風(fēng)表測量各設(shè)施中的風(fēng)速。⑦光照。通常采用光量子計(jì)、照度計(jì)及日射計(jì)等。
1.3網(wǎng)絡(luò)通信
①信息服務(wù)。借助網(wǎng)絡(luò)將各類信息和服務(wù)提供給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門，主要目的是確保生產(chǎn)部門及農(nóng)戶能夠在第一時(shí)間收獲經(jīng)營、市場、地理、技術(shù)、資源及氣候等信息，為生產(chǎn)決策提供參考，提升市場競爭力。例如，應(yīng)用電子攝像機(jī)觀察作物生長狀況，將觀測數(shù)據(jù)信息及時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給相關(guān)專家，進(jìn)行遠(yuǎn)程分析和診斷。②遠(yuǎn)程監(jiān)控。電子遠(yuǎn)程監(jiān)控可以幫助人們集中或分散地管理溫室，簡化了管控流程，減少了風(fēng)險(xiǎn)。有關(guān)部門可以借助局域網(wǎng)連接遠(yuǎn)端服務(wù)器，形成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程管控大型溫室群。
1.4自動(dòng)控制
①施肥、灌溉。水培養(yǎng)液循環(huán)設(shè)施可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)配方混合肥料，通過泵將其打進(jìn)相應(yīng)槽中混合。噴灌設(shè)施對水壓進(jìn)行自動(dòng)控制，對噴嘴進(jìn)行調(diào)整。②通風(fēng)。通過馬達(dá)對側(cè)窗、天窗等進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟閉，確保獲得充足的自然通風(fēng)。③控制溫度。借助自動(dòng)冷水噴淋設(shè)施，對溫室側(cè)面和頂面進(jìn)行噴淋降溫。借助暖風(fēng)機(jī)、地?zé)帷⑼该鞅∧さ龋M(jìn)行自動(dòng)加溫。④光照。用高壓鈉燈或熒光燈等，對溫室進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)光。
2電子技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中應(yīng)用需研究的關(guān)鍵技術(shù)
2.1采后處理
采后處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)價(jià)值的重要技術(shù)，常用技術(shù)包括自動(dòng)化包裝、檢測、清洗、分級、稱重和整理等。
2.2專用傳感器
在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，不同環(huán)境需求的傳感器不同，應(yīng)對專用傳感器展開研究。例如，在控制溫室環(huán)境時(shí)，應(yīng)運(yùn)用性能、精度都較高的溫濕度傳感器，因?yàn)槠湫阅芗熬葧?huì)對控制作物生長環(huán)境產(chǎn)生直接影響。
2.3溫室節(jié)能
我國很多地區(qū)冬夏分明，在溫室控制方面會(huì)消耗很多能源，導(dǎo)致成本持續(xù)升高。有關(guān)部門應(yīng)對熱交換系統(tǒng)、雙層充氣膜覆蓋及溫室蓄熱墻等展開進(jìn)一步研究，同時(shí)深入開發(fā)、利用生物能、太陽能等新能源，充分提升其應(yīng)用效益。
3結(jié)束語
伴隨電子技術(shù)高速發(fā)展，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)取得了極大進(jìn)步。當(dāng)前，電子技術(shù)在控制、監(jiān)測及管理農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境等工作環(huán)節(jié)中得到了廣泛應(yīng)用，有效促進(jìn)了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展。
作者：王澤家 單位：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院
