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Delta-T Devices智慧灌溉技術
 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

這是一家公司的業配文,但是介紹新進的智慧灌溉技術。

設在英國肯特郡NIAB EMR的節水技術中心(WET中心)的草莓產量在2020年是創紀錄的一年。

WET中心是一個研究和示範設施,其特色產品包括用於軟果行業的創新種植技術和智慧灌溉系統。它展示了最新的解決方案,以提高用水效率和當地水安全,降低成本,並實現收益和財務回報。

2017年成立以來,Delta-T Devices一直是WET中心的行業合作夥伴,並為其研究項目和灌溉系統提供感測器和數據記錄器。

越來越令人印象深刻的結果

WET中心開發的不斷發展的灌溉技術,已顯示出令人印象深刻的結果。到2020年,一級草莓的最高可達72/公頃(比上年顯著增加)。為了進行比較,2011年至2013年草莓的可銷售平均產量為45/公頃。

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去年,WET中心的智慧灌溉系統還顯著提高了用水效率。生產一噸水果所需的水量為37.5 m3-44 m3。相比之下,2011年至2013年期間的行業平均數字在49m3108m3之間。這些數據清楚地表明,先進技術為這些關鍵指標帶來的改進。

用來實現這些成績來自馬克博士領導的NIAB EMR團隊重要研究的技術-使用幾種Δ-T設備儀器,包括QS5 PAR量子文件,SM150TML3 ThetaProbe土壤水分感測器,GP1數據記錄器,以及GP2高級數據記錄器和控制器。

小組為控制生長環境以提高果實品質,產量和減少水浪費進行了初步研究,該研究在小型隧道設施進行。但是,WET中心為研究人員提供了一個機會,證明他們的技術在現實環境中同樣有效。在典型大型商業農場多隧道設施可以使用。

自動灌溉控制的好處

NIAB EMR團隊的研究集中在自動灌溉控制系統,而無需人工干預。NIAB EMR團隊使用可編程的GP2數據記錄器為單獨的實驗灌溉方案,設置不同的控制算法,然後量測和比較每種方法的結果。這些實驗使他們能夠確定關鍵的植物應力點,並在草莓植物的整個生命週期中,確定在生長的介質內的最佳水分含量。

使用智慧灌溉技術還可以使團隊確定達到草莓植株品質和產量所需的最少水量。考慮到水資源的日益稀缺,這種最小化浪費具有極為重要的意義。集約化的園藝種植體系越來越有可能建立在城市地區。而在城市地區,非常嚴格的水浪費預防方案和法規可能成為規範。

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實際應用數據

越來越多的大型商業種植者也正在採用WET中心使用的灌溉技術。來自該種植者的數據與傳統的最佳實作手動方法相比,使用自動灌溉系統(由SM150T數據驅動)控制介質水分水準的差異。自動化系統實現了嚴格控制且高度一致的鋸齒模式(紅線)與最佳實踐手動控制相比,產量提高了7%。手動方法還顯著增加了介質的過度濕潤或過度乾燥現象(藍線)。

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VPD和介質袋顏色效果的研究

WET中心團隊還使用Delta-T設備SM150T土壤水分和溫度感測器,RHT2相對濕度計,空氣溫度感測器。對植物水分利用與蒸汽壓差(VPD)之間的相關性進行了研究。

這項研究引人入勝的成果是表明即使椰殼生長袋上的塑料顏色也會對作物生長產生重大影響。黑色的袋子吸收了足夠的額外太陽輻射,從而形成了較暖的根部區域(尤其是在生長季節的較早時間)。而白色的袋子將更多的光反射到生長的農作物的冠層中。因此可以通過選擇特定的生長袋顏色等簡單的操作來控制植物生長和結果的時間。

 

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研究PARphytoclimate

另一個在WeT中心實驗區集中研究PAR(影響光合有效輻射)的水準內的塑料大棚-Δ-T設備QS5 PAR感測器量測。PAR與植物生長和光合作用所需的輻射光譜範圍相對應。研究表明,多隧道設施結構中的薄片,框架,尤其是作物行的位置會影響植物的光利用率,從而影響植物的生長和產量。

使用GP2數據記錄器和控制器(連接到QS5 PAR感測器),控制設施在屋頂自動打開和關閉排氣。基於預先設定的臨界值。該系統目的在於最佳化太陽從頭頂經過時的植物氣候。

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PAR研究的數據可以對WET中心的精確灌溉系統進行微調,可以反應PARVPD相關的植物氣候變化進行灌溉,從而有助於提供最佳的長期生長條件。

這些系統能夠利用2020年異常陽光明媚的天氣,將產量最大化,達到原來無法實現的水準。

所有研究都受益於該團隊即時項目數據的遠程智慧手機存取。這是通過使用Delta-T設備的DeltaLINK -Cloud線上數據查看平台。

下圖顯示了一個典型的WET Sensor儀表板,提供有關水分含量,EC值,VPDPAR,通風孔狀態和收集的雨水資訊的即時資訊。

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For more information:
Delta-T Devices
130 Low Road Burwell
Cambridge CB25 0EJ, UK
+44 (0)1638 742922
sales@delta-t.co.uk
www.delta-t.co.uk