傳感器:溫室環(huán)控的“指揮棒
中國園林資材網(wǎng)11月8日消息:溫室安裝各種環(huán)境控制設(shè)備后,可以調(diào)節(jié)內(nèi)部的微氣候,使得溫室內(nèi)部的溫度、相對濕度、光量、光質(zhì)與風(fēng)速等維持在最適合花卉生長的條件,為讓環(huán)控設(shè)備達到此目標,溫室內(nèi)傳感器發(fā)揮了重要作用,傳感器的合理使用也直接影響生產(chǎn)的最終收益。
傳感器:讓設(shè)備精準服務(wù)
花卉溫室生產(chǎn)使用傳感器第一個作用是進行微氣候的自動調(diào)節(jié)。溫室的環(huán)控設(shè)備必不可少,例如,沒有加裝熱風(fēng)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(huán)控設(shè)備的功能是否適合,必須搭配各種傳感器,通過傳感器的測量值與控制系統(tǒng)預(yù)定值比較后,來控制環(huán)控設(shè)備的動作。
使用傳感器第二個作用是了解花卉的生理狀態(tài)??刂葡到y(tǒng)的預(yù)定值應(yīng)該是作物栽培的最佳環(huán)境,要得到此預(yù)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。
在溫室內(nèi)部進行花卉栽培,需要的感測對象有三大類:氣候環(huán)境、根部環(huán)境與植株生理狀況。氣候環(huán)境測量項目有溫度、相對濕度、光量、光質(zhì)、風(fēng)速或風(fēng)量、二氧化碳濃度等;根部環(huán)境測量項目有介質(zhì)溫度、水分含量、酸堿度(pH)、電導(dǎo)度(EC)等;花卉生理狀況包括外在狀況與內(nèi)在生理功能,以蝴蝶蘭為例,對于生理狀況的測量指標包括葉幅、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,八分干";根系開始生長后要"五分水,八分干"。但是這種由長久經(jīng)驗累積而成的技術(shù)在不同蘭園不一定可用,在不同的溫度與相對濕度環(huán)境里,水苔、樹皮等介質(zhì)的蒸騰量不同,因此傳統(tǒng)以7天、10天為單位不見得適用于其他蘭園。
要把自身經(jīng)驗應(yīng)用到其他蘭園,最可靠的方式是采用感測技術(shù)。例如先以基質(zhì)水分計測量基質(zhì)水分含量,了解澆水作業(yè)對介質(zhì)水分影響的量化依據(jù),再以此量化數(shù)值用于其它蘭園作為灌溉管理的依據(jù)。對于施肥作業(yè)也是如此,水草中EC、pH值都是參考數(shù)值,可通過傳感器檢測,再做為施肥量與施肥時間的依據(jù)。
傳感器使用常見問題
1.使用方法是否正確以溫度測量為例,如果將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(yīng),因此測量值偏高。使用干濕球溫度計測量相對濕度,濕球溫度計必需有吸水物質(zhì)覆蓋,給予的水量要足夠,通過的風(fēng)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,所計算的相對濕度將是偏高值。
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(zhì)內(nèi)酸堿值(pH)與電導(dǎo)度(EC)的測量值受到取樣技術(shù)的影響。通常是將基質(zhì)內(nèi)水分擠出進行測量,因此取樣前澆水的水量,澆水后靜置的時間,擠出水分的數(shù)量等作業(yè)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(zhì)水分測量值與植株位置有關(guān)。靠近苗床兩側(cè)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內(nèi)部的位置有關(guān),與光量計的放置高度更有關(guān)系。正確的測量點應(yīng)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確,傳感器不可放置在溫室的側(cè)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(fēng)良好的容器內(nèi);傳感器的附近不可有物體干擾,例如煙窗、樹木等都可能造成測量誤差。最適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(shù)值
溫室栽培使用傳感器檢測獲得的數(shù)值可做為栽培管理的依據(jù),一個數(shù)據(jù)通常可以指導(dǎo)多個操作。一些實際應(yīng)用例子如下:
1.以風(fēng)速計定期測量通過濕簾的風(fēng)速,除了可用以計算溫室的通風(fēng)量,也可以判別濕簾外側(cè)防蟲網(wǎng)的阻塞程度。
2.安裝冷風(fēng)機、冰水管路等催花冷房環(huán)控設(shè)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別低,代表此區(qū)域受到遮擋而影響光量,后期也將影響開花質(zhì)量。
3.在裝內(nèi)循環(huán)風(fēng)扇的溫室,可用風(fēng)速計測量不同位置的風(fēng)速,如果有些測量值特別低,代表此區(qū)域為通風(fēng)作業(yè)的停滯點。
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。
以荷蘭蝴蝶蘭生產(chǎn)溫室為例,需要感側(cè)的環(huán)境影響因子主要有溫度、日照量、風(fēng)速、風(fēng)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(guān)閉天窗以避免雨水落入溫室內(nèi);太陽光能量的測量是為了控制遮蔭網(wǎng),并計算灌溉的需水量;風(fēng)速測量用來控制天窗,避免強風(fēng)進入溫室損害植株與內(nèi)遮蔭網(wǎng);風(fēng)向的測量用來決定天窗開啟的方向。
在眾多因子中,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適當?shù)乃?,以避免誤差。
雨量計由兩組相鄰的銅片所構(gòu)成。在無雨干燥時,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(jié)露影響測量值;溫室管理者可由雨量值來設(shè)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(fēng)面,以借風(fēng)力清潔表面。
外界的光量、溫度與風(fēng)力間接影響內(nèi)部微氣候。由于溫室結(jié)構(gòu)與內(nèi)在空氣的影響,外界環(huán)境對內(nèi)部微氣候并非直接反應(yīng)。只有內(nèi)部光量隨著外界陽光變化而馬上變化。內(nèi)部溫度對外界變動的反應(yīng)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(huán)境調(diào)節(jié):在環(huán)控計算機內(nèi)建立環(huán)境模式控制軟件,用以執(zhí)行"預(yù)先控制",使得內(nèi)部溫度的變化不致于過于激烈。
除了實地實時的測量,長期氣候預(yù)測對于溫室管理越來越重要。自2002年開始,荷蘭已有氣候預(yù)測公司用網(wǎng)絡(luò)連結(jié)農(nóng)戶,用以提供地區(qū)性的氣候預(yù)測信息。
總之,對于花卉溫室管理而言,感測數(shù)據(jù)十分重要,除了作為環(huán)境控制的依據(jù),也可以利用這些資料和其它從業(yè)者、研究中心等交換生產(chǎn)信息,更好地總結(jié)分析生產(chǎn)中的問題。因此溫室感測系統(tǒng)必須可靠且精確。