NIAB EMR WET 中心的 Delta-T 設(shè)備傳感器-應(yīng)用案例

2020 年是位于英國(guó)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⒔档统杀静?shí)現(xiàn)行業(yè)高產(chǎn)量和資金回報(bào)的解決方案。

越來(lái)越令人印象深刻的成果

2020年，一級(jí)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(lái)的改進(jìn)。

     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、SM150T和ML3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(zhǎng)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(huì)，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(chǎng)塑料大棚條件。

自動(dòng)灌溉控制的優(yōu)勢(shì)

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)?？删幊?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(cè)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(zhǎng)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)量水平所需的較低水量。鑒于水資源日益稀缺，以及密集型園藝種植系統(tǒng)將越來(lái)越多地建立在城市地區(qū)的，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。

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(lái)越多的大型商業(yè)種植者采用，2018年在英國(guó)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(lái)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）。

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(duì)濕度和空氣溫度傳感器對(duì)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(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)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(yáng)輻射，以形成更溫暖的根區(qū)（尤其是在生長(zhǎng)季節(jié)的早期），而白色種植袋將更多的光線反射到生長(zhǎng)作物的樹(shù)冠中（參見(jiàn)下圖了解對(duì)基質(zhì)溫度的影響）。因此，植物生長(zhǎng)和結(jié)果的時(shí)間可以通過(guò)選擇特定種植袋顏色這樣簡(jiǎn)單的方法來(lái)控制。

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(cè)量。PAR對(duì)應(yīng)于植物生長(zhǎng)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(huì)影響植物的光照，從而影響植物的生長(zhǎng)和一級(jí)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(kāi)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(yáng)經(jīng)過(guò)頭頂時(shí)的植物氣候（如下為示例數(shù)據(jù)）。

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(zhǎng)期生長(zhǎng)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(wú)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(duì)實(shí)時(shí)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程智能手機(jī)訪問(wèn)。這是通過(guò)使用Delta-T Devices的DeltaLINK-Cloud在線數(shù)據(jù)查看平臺(tái)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。