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Orchids Cultivation

 

 
植物本身就是實現理想氣候的手段

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

https://www.bpnieuws.nl/article/9223678/niet-de-kas-met-techniek-maar-de-plant-zelf-is-het-middel-voor-een-perfect-klimaat/

成為一個好的生產者需要什麼?您必須同時做100件事。如果其中一個參數不正確,則最佳化其他99個參數如毫無意義。生產過程中提供了經驗法則,指導原則和各種圖形,以便生產者知道他們所必須調整參數有其限制。但是,有一個重點比所有指南更重要,〝創造合適的氣候〞。

生產者必須以指揮家的身份來營造氣候。他領導著多種溫室儀器,使植物可以最佳化生產糖。Godfried Dol溫室專家表示,有興趣讓AI技術接管生產者的這些任務也就不足為奇。他分享了自己在半封閉溫室中生長的知識,並參加了自動化溫室挑戰賽,並參加了冠軍團隊。

創造氣候由什麼組成?

最佳參數是使用於在溫室中栽培。在更高的溫度下,光合作用加速。但是授粉的品質受到最高溫度限制。低濕度會導致植物變得更多營養生長,高濕度會導致疾病。

在下面的圖1中,最佳溫度和濕度顯示在紅線內。它表明生產者必須在很小的邊際範圍內工作。這並不意味著它們不能超出這些參數。但是發生問題而影響產量的風險將增加。紅線內的區域將得到最高的收益和最小的風險。

生產者能夠調節溫度和濕度的最重要方式是空氣交換。在傳統溫室中,空氣交換率由通風位置決定。當室外涼爽時,空氣交換率減少,導致溫度和濕度升高。這樣,可以實現表1.中的最佳值。但是,也可能難以達到正確的溫度和濕度。風速和風向也有重要的作用,在天氣方面,沒有兩天是一樣的。而且,儘管可以將環控電腦設置為維持溫室中所需的溫度,但很少有生產者以這種方式工作。

大多數生產者結合採用通風溫度設定,通風和P段略有增加。雖然前者似乎合乎邏輯,但在使用P段時可能需要澄清。 P段是氣候電腦的算法,用於確定通風口打開或關閉的速度。P值設定考慮通風溫度和室內溫度,以及室內和室外溫度之間的差異。

https://agfstorage.blob.core.windows.net/misc/HD_com/2020/04/29/tabel2.jpg

1. 植物生長的最佳溫度和濕度

 

目標證明手段

較高P段會降低通風開啟的速度,而低P段會使通風快速反應。在室外寒冷的條件下使用高P段。當使用P段時,電腦會更耐心地進行調整,以達到更高的溫度。

例如,如果通風溫度為26℃且P段較高,則溫室中的溫度可能比計算出的通風溫度高2-3℃(見圖3)。如果溫度太高,這並不一定代表著需要降低P段。通風溫度也可以降低。許多生產者對此有疑問。他們希望溫室中的溫度遵循計算出的通風線(見圖2)。

然而,在這種情況下,最終證明手段是正確的。查看圖2中的溫度圖,我們看到通風口(圖中的棕色和黃色線)打開和關閉的次數過多。儘管溫度(紅線和藍線)似乎保持足夠的一致性,但溫室中的氣候不斷從寒冷變為悶熱。溫度遵循著計算出的通風量(棕線)。

https://agfstorage.blob.core.windows.net/misc/HD_com/2020/04/29/tabel.jpg

 2.天窗開啟反應過度

 

https://agfstorage.blob.core.windows.net/misc/HD_com/2020/04/29/tabel1.jpg

 3.P波段的通風口

 

正確比例

P段調節到更高的水準可使通風孔更加安靜(請參見圖3)。這也確保了溫室中更加穩定的氣候,並且明顯的不同。該圖還顯示了溫度和濕度(棕色)線的細微差別。在圖3中,它們不那麼不穩定。這意味著溫度和濕度的波動較小。重要的是要知道在溫室中溫度和濕度的量測總是會略有延遲。因此波動在圖表中不太明顯。但是當人在溫室中時很容易感覺到波動。實際溫度比圖3中計算的通風線高2-3度。

除了獲得接近完美的濕度和溫度,關閉通風孔還有助於提高CO2含量。充足的光照,CO2和合適的溫度相結合,可確保生產同化物最大化。始終優先選擇這種策略,而不是採用營養和生殖生長的激勵措施。

當農作物的頂部較小時,很容易降低24小時溫度並刺激植物生長。但是,如果降低溫度導致更多的通風和更低的濕度,這也將導致同化物的產生減少。保持正確的P段比例,比使用24小時的溫度設定,可以更好地生長並提高作物收成。

半封閉溫室的空氣流動

Godfried希望刺激生產者思考如何在半封閉溫室中使用上述消息。生產同最佳化物的參數不變。但是為了減少空氣交換率,必須降低風扇速度。當風速和風向改變時,通過P型天窗開閉正常溫室的通風口是每天的挑戰。

在半封閉溫室中,風速和風向幾乎不受外界影響。生產者可以控制溫室中的空氣流動。風扇轉速可以調節到絕對最小值,以提高溫度和濕度。對於作物而言,至關重要的正確比例是良好的蒸發率和最佳的光合作用能力。

在寒冷的天氣中,生產者必須確保沒有太多的冷空氣進入溫室。在傳統溫室中,生產者可通過稍微打開通風口並留意側面通風口。

如上所述,在這種情況下,高P頻是有用的。如果過多的冷空氣進入溫室,則會降低植物頂部的濕度和溫度。在半封閉的溫室中,冷空氣與溫室中的移動空氣混合。當這種空氣進入溫室時,已經不再冷了。

迷你空調

另外,空氣從地面吹入溫室。植物的嫩芽保持溫暖。在半封閉的溫室中,更容易讓少量冷空氣流入溫室。當室外炎熱乾燥時,仍應在傳統溫室中小心打開通風口。每個植物都應被視為小型空調。植物每小時最多可蒸發1升水。將幾千個植物放在一起,您將擁有巨大的冷卻能力。

在家中打開空調時,要關閉門窗,否則外部的熱空氣會抵消製冷效果。生產者可以通過關閉傳統溫室中的通風孔或降低半封閉溫室中的通風速度來做到這一點。生產者利用植物的冷卻能力。空氣交換器僅用於除去足夠的水分以保持蒸發的進行,但不能使大量的暖空氣進入。

高壓力

現在將高壓噴霧應用於半封閉式溫室與常規溫室進行比較。噴霧是冷卻和加濕傳統溫室並保持正確的氣候比的絕佳方法。但是,一旦打開霧化器,空氣幾乎立即被水分飽和。濕度測量存在延遲,因此霧化系統稍後也將關閉。

關於濕度的圖形可以顯示一條一致的線,但是植物的濕度差異非常低,幾乎達到(幾乎)100%。使用霧氣時,蒸發所需的空氣交換量最少。使用噴霧系統的冷卻功率與使用設備的冷卻功率相同。如果使用過多的空氣交換,則冷卻的空氣會逸出。如果未使用足夠的空氣交換,霧滴將不會蒸發,製冷能力將降低(就像植物蒸發一樣)。

利用植物

在半封閉的溫室中,空氣在進入溫室之前先經過加濕和冷卻。然後它沿著植物運動並吸收植物產生的更多水分。因為空氣已經被冷卻,所以減少了空氣交換。這樣可以確保溫室在室外溫暖乾燥時可以保持較高的濕度。促使該植物向已經冷卻和加濕的空氣中添加更多的水分。與在傳統溫室中使用噴霧系統相比,這導致更平衡的蒸發模式。

利用植物的蒸發能力來控制溫室中的氣候通常被稱為創造氣候。但是以找到植物最佳產生同化物的正確比例的方式來管理溫室的所有環控設備並不總是容易的。重要的是要記住,不應將溫室視為為植物創造理想生長條件的一種方式。應該將這種植物反應視為在溫室中創造理想氣候的一種手段。