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NIAB EMR WET 中心的 Delta-T 設(shè)備傳感器 – 2020 年數(shù)據(jù)顯示作物產(chǎn)量創(chuàng)下歷史新高

2021-12-07 13:47:23 點(diǎn)將科技系統(tǒng)集成部 261

       2020 年是位于英國肯特郡 NIAB EMR 的節(jié)水技術(shù)中心 (WET Centre) 草莓產(chǎn)量創(chuàng)紀(jì)錄的一年。

        WET 中心是一個(gè)廣泛的研究和示范設(shè)施,具有用于軟果行業(yè)的創(chuàng)新種植技術(shù)和智能灌溉系統(tǒng)的組合。它展示了提高用水效率和當(dāng)?shù)厮踩?、降低成本并?shí)現(xiàn)行業(yè)高產(chǎn)量和資金回報(bào)的解決方案。

越來越令人印象深刻的成果

      2020年,一級草莓的產(chǎn)量高達(dá)72噸/公頃(與上一年相比顯著增加)。與歷史比較,2011-2013年行業(yè)平均可銷售草莓產(chǎn)量為45噸/公頃。

     WET中心的智能灌溉系統(tǒng)去年也大大提高了用水效率,生產(chǎn)一噸水果所需的水量為37.5立方米至44立方米。相比之下,2011-2013年期間的行業(yè)平均數(shù)據(jù)在49立方米至108立方米的范圍內(nèi)。這些數(shù)據(jù)清楚地表明了技術(shù)為這些關(guān)鍵指標(biāo)帶來的改進(jìn)。

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      這個(gè)成果是由Mark Else博士領(lǐng)導(dǎo)的NIAB EMR團(tuán)隊(duì)做重要研究——使用多種Delt-T設(shè)備儀器,包括QS5PAR量子傳感器、SM150TML3土壤水分溫度傳感器、GP1數(shù)據(jù)采集器和GP2數(shù)據(jù)采集器和控制器。

     該團(tuán)隊(duì)最初的研究是在小型塑料大棚中進(jìn)行的,目的是控制生長環(huán)境(提高水果質(zhì)量/產(chǎn)量和減少水浪費(fèi)),然而,WET中心為研究人員提供了一個(gè)機(jī)會,證明他們的技術(shù)在“實(shí)際應(yīng)用”環(huán)境中同樣有效,即典型的大型專業(yè)農(nóng)場塑料大棚條件。


自動(dòng)灌溉控制的優(yōu)勢

     NIAB EMR 團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)是使用自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng),盡可減少人工干預(yù)。可編程 GP2 數(shù)據(jù)采集器允許 NIAB EMR 團(tuán)隊(duì)為單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)灌溉方案設(shè)置不同的控制算法,然后測量和比較每種方法的結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)使他們能夠準(zhǔn)確地確定關(guān)鍵的植物脅迫點(diǎn),并確定草莓植物整個(gè)生命周期中生長基質(zhì)中的較優(yōu)水分含量水平。

     智能灌溉技術(shù)的使用還使該團(tuán)隊(duì)能夠確定達(dá)到所需的草莓品質(zhì)和產(chǎn)量水平所需的最低水量。鑒于水資源日益稀缺,以及密集型園藝種植系統(tǒng)將越來越多地建立在城市地區(qū)的,這種很大限度地減少浪費(fèi)非常重要,在這些地區(qū),非常嚴(yán)格的水浪費(fèi)預(yù)防協(xié)議(和立法)可能成為規(guī)范。

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實(shí)際應(yīng)用程序數(shù)據(jù)

WET 中心使用的灌溉技術(shù)也被越來越多的大型商業(yè)種植者采用,2018年在英國一個(gè)這樣的地點(diǎn)進(jìn)行的研究清楚地表明了,使用由 NIAB EMR 研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并基于 Delta-T Devices(SM150T 傳感器和 GP2 數(shù)據(jù)采集器)和 Netafim UK(灌溉系統(tǒng))設(shè)備的精密灌溉包的好處

來自該種植者的數(shù)據(jù)(如下所示)顯示了使用自動(dòng)灌溉系統(tǒng)(由SM150T)控制基質(zhì)水分水平與傳統(tǒng)的實(shí)踐手動(dòng)方法之間的差異。自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格控制且高度一致的"鋸齒"圖案(紅線),與手動(dòng)實(shí)踐控制相比,產(chǎn)量提高了 7%。手動(dòng)方法也有明顯的基質(zhì)太濕或太干的情況(藍(lán)線)。

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VPD和基質(zhì)包裝袋顏色效果的研究

     WET中心團(tuán)隊(duì)還使用Delta-T設(shè)備SM150T土壤水分傳感器以及RHT2相對濕度和空氣溫度傳感器對植物用水與蒸汽壓差(VPD)之間的相關(guān)性進(jìn)行了研究。

     這項(xiàng)研究的結(jié)果表明:即使是椰殼纖維種植袋上的塑料顏色也會對作物生長產(chǎn)生重大影響;研究發(fā)現(xiàn),黑色種植袋吸收足夠多的額外太陽輻射,以形成更溫暖的根區(qū)(尤其是在生長季節(jié)的早期),而白色種植袋將更多的光線反射到生長作物的樹冠中(參見下圖了解對基質(zhì)溫度的影響)。因此,植物生長和結(jié)果的時(shí)間可以通過選擇特定種植袋顏色這樣簡單的方法來控制。

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PAR和植物氣候的研究

       WET中心的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域在塑料大棚內(nèi)PAR(光合有效輻射)水平的影響——用DelTa-T器件QS5PAR傳感器測量。PAR對應(yīng)于植物生長和光合作用所需的輻射光譜范圍,2020的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10年平均水平。

      他們的研究表明,單板、框架,特別是塑料大棚結(jié)構(gòu)內(nèi)的行位置會影響植物的光照,從而影響植物的生長和一級產(chǎn)量

    為了探索這種現(xiàn)象的影響,研究小組使用GP2數(shù)據(jù)采集器和控制器(連接到QS5 PAR傳感器),在預(yù)先設(shè)定的閾值要求的基礎(chǔ)上自動(dòng)打開和關(guān)閉塑料大棚頂部的通風(fēng)口。該系統(tǒng)旨在優(yōu)化太陽經(jīng)過頭頂時(shí)的植物氣候(如下為示例數(shù)據(jù))。

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     PAR研究的數(shù)據(jù)使WET中心的精確灌溉系統(tǒng)得以微調(diào) - 能夠根據(jù)PAR和VPD相關(guān)的植物氣候變化進(jìn)行額外的灌溉,從而有助于提供較好的長期生長條件。

因此,這些系統(tǒng)能夠利用 2020 年異常晴朗的天氣將產(chǎn)量提高到原本無法實(shí)現(xiàn)的水平。

遠(yuǎn)程查看WET中心數(shù)據(jù)

     WET中心上述所有研究都受益于該團(tuán)隊(duì)對實(shí)時(shí)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程智能手機(jī)訪問。這是通過使用Delta-T Devices的DeltaLINK-Cloud在線數(shù)據(jù)查看平臺實(shí)現(xiàn)的。

      下面顯示了一個(gè)典型的WET傳感器儀表板 - 提供有關(guān)水分含量,孔隙EC,VPD,PAR,通風(fēng)口狀態(tài)和收集的雨水信息的實(shí)時(shí)信息。

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