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傳感器:溫室環控的“指揮棒

中國園林資材網11月8日消息:溫室安裝各種環境控制設備後,可以調節内部的微氣候,使得溫室内部的溫度、相對濕度、光量、光質與風速等維持在最适合花卉生長的條件,為讓環控設備達到此目标,溫室内傳感器發揮了重要作用,傳感器的合理使用也直接影響生産的最終收益。
  傳感器:讓設備精準服務
  花卉溫室生産使用傳感器第一個作用是進行微氣候的自動調節。溫室的環控設備必不可少,例如,沒有加裝熱風機的蘭花溫室,在冬季寒流來臨的夜間,無法維持18℃以上的氣溫。但要了解環控設備的功能是否适合,必須搭配各種傳感器,通過傳感器的測量值與控制系統預定值比較後,來控制環控設備的動作。
  使用傳感器第二個作用是了解花卉的生理狀态。控制系統的預定值應該是作物栽培的最佳環境,要得到此預定值,必須對花卉的生長進行分析研究,即借用各種傳感器的測定值加以分析。
  在溫室内部進行花卉栽培,需要的感測對象有三大類:氣候環境、根部環境與植株生理狀況。氣候環境測量項目有溫度、相對濕度、光量、光質、風速或風量、二氧化碳濃度等;根部環境測量項目有介質溫度、水分含量、酸堿度(pH)、電導度(EC)等;花卉生理狀況包括外在狀況與内在生理功能,以蝴蝶蘭為例,對于生理狀況的測量指标包括葉幅、葉片角度、葉面積、葉片長寬比值、單莖厚度與葉片糖份含量等。
  以蘭花澆水施肥為例,蘭園常有一些口訣,例如"夏天一周澆一次,冬天十天澆一次";剛剛移植澆水要"二分水,八分幹";根系開始生長後要"五分水,八分幹"。但是這種由長久經驗累積而成的技術在不同蘭園不一定可用,在不同的溫度與相對濕度環境裡,水苔、樹皮等介質的蒸騰量不同,因此傳統以7天、10天為單位不見得适用于其他蘭園。
  要把自身經驗應用到其他蘭園,最可靠的方式是采用感測技術。例如先以基質水分計測量基質水分含量,了解澆水作業對介質水分影響的量化依據,再以此量化數值用于其它蘭園作為灌溉管理的依據。對于施肥作業也是如此,水草中EC、pH值都是參考數值,可通過傳感器檢測,再做為施肥量與施肥時間的依據。
  傳感器使用常見問題
  1.使用方法是否正确以溫度測量為例,如果将氣溫計直接暴露在陽光下,測量得到的溫度不是真正的氣溫,而是空氣溫度的熱量與陽光的能量給予溫度計的綜合反應,因此測量值偏高。使用幹濕球溫度計測量相對濕度,濕球溫度計必需有吸水物質覆蓋,給予的水量要足夠,通過的風速要大于每秒3米,如果上述使用條件不恰當,量測的濕球溫度不是真正的濕球溫度,所計算的相對濕度将是偏高值。
  2.測量位置是否有代表性溫度計的位置如果貼近梁柱,由于金屬材料在陽光增加時吸熱快,溫度高于空氣溫度;傍晚陽光減弱,金屬散熱降溫速率又快于氣溫。因此溫度計盡量不要貼近金屬物。
  基質内酸堿值(pH)與電導度(EC)的測量值受到取樣技術的影響。通常是将基質内水分擠出進行測量,因此取樣前澆水的水量,澆水後靜置的時間,擠出水分的數量等作業方式都影響測量值。在每次取樣時要使用相同的方式,測量值才有意義。
  基質水分測量值與植株位置有關。靠近苗床兩側的植株,由于盆器接近走道蒸騰容易,含水量往往低于苗床中間的植株。
  植株接收的光量與植株位于溫室内部的位置有關,與光量計的放置高度更有關系。正确的測量點應該是放置于植物最上部葉片的上方,而不是放在溫室屋頂下方。
  另外,為使溫室外界微氣候的測量準确,傳感器不可放置在溫室的側面,而必須放置于屋頂上方0.5米至1米的位置;溫度計需要放置在有遮光作用且通風良好的容器内;傳感器的附近不可有物體幹擾,例如煙窗、樹木等都可能造成測量誤差。最适用的溫度計為白金電阻式溫度計,誤差通常不超過0.2℃。
  多方解讀傳感器測量數值
  溫室栽培使用傳感器檢測獲得的數值可做為栽培管理的依據,一個數據通常可以指導多個操作。一些實際應用例子如下:
  1.以風速計定期測量通過濕簾的風速,除了可用以計算溫室的通風量,也可以判别濕簾外側防蟲網的阻塞程度。
  2.安裝冷風機、冰水管路等催花冷房環控設備的過程中,可以用光量計測量值比對平均光量值。如果某一測量點的光量特别低,代表此區域受到遮擋而影響光量,後期也将影響開花質量。
  3.在裝内循環風扇的溫室,可用風速計測量不同位置的風速,如果有些測量值特别低,代表此區域為通風作業的停滞點。
  4.冬季加溫機運作時,以溫度計檢查各溫室角落溫度,可以查探加溫效果是否均勻。
  以荷蘭蝴蝶蘭生産溫室為例,需要感側的環境影響因子主要有溫度、日照量、風速、風向、雨量與相對濕度。相對濕度考慮的重點是病害防治;雨量的測量是為了在下雨時段能夠關閉天窗以避免雨水落入溫室内;太陽光能量的測量是為了控制遮蔭網,并計算灌溉的需水量;風速測量用來控制天窗,避免強風進入溫室損害植株與内遮蔭網;風向的測量用來決定天窗開啟的方向。
  在衆多因子中,光量對植物的生長十分重要,檢測時,日照計的放置位置要維持适當的水平,以避免誤差。
  雨量計由兩組相鄰的銅片所構成。在無雨幹燥時,銅片之間的電阻為無限大。下雨時雨水累積形成電流,電阻降至極小。由電阻變化來判斷是否下雨。傳感器必須定時加熱,避免累積的雨水或結露影響測量值;溫室管理者可由雨量值來設定天窗開閉的時間;雨量計通常與水平面維持30度以排出積水;感測面通常為迎風面,以借風力清潔表面。
  外界的光量、溫度與風力間接影響内部微氣候。由于溫室結構與内在空氣的影響,外界環境對内部微氣候并非直接反應。隻有内部光量随着外界陽光變化而馬上變化。内部溫度對外界變動的反應時間通常為10至20分鐘。荷蘭溫室就是利用這種延遲作用進行環境調節:在環控計算機内建立環境模式控制軟件,用以執行"預先控制",使得内部溫度的變化不緻于過于激烈。
  除了實地實時的測量,長期氣候預測對于溫室管理越來越重要。自2002年開始,荷蘭已有氣候預測公司用網絡連結農戶,用以提供地區性的氣候預測信息。
  總之,對于花卉溫室管理而言,感測數據十分重要,除了作為環境控制的依據,也可以利用這些資料和其它從業者、研究中心等交換生産信息,更好地總結分析生産中的問題。因此溫室感測系統必須可靠且精确。
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