手動(dòng)灌溉是勞動(dòng)密集型和重復(fù)性的，因此它是個(gè)應(yīng)該自動(dòng)化的溫室任務(wù)之一。盡管自動(dòng)化灌溉很容易，但自動(dòng)化系統(tǒng)并不一定節(jié)水。許多種植者使用計(jì)時(shí)器來(lái)控制灌溉，但計(jì)時(shí)器并未考慮由溫度、光線和濕度水平的自然波動(dòng)引起的植物用水的日常變化。此外，植物用水量隨著植物的生長(zhǎng)而增加。這使得難以使用計(jì)時(shí)器獲得有效灌溉。鑒于北美許多地區(qū)水資源日益緊張，溫室行業(yè)需要轉(zhuǎn)向更高效的灌溉系統(tǒng)。
土壤水分傳感器為根據(jù)植物需要自動(dòng)化溫室灌溉提供了有希望的新機(jī)會(huì)。我們廣泛使用土壤水分傳感器探針，這些探針小到可以放入 4 英寸的盆中，并且發(fā)現(xiàn)這些探針可以準(zhǔn)確測(cè)量無(wú)土基質(zhì)的體積含水量。我們已將 土壤水分傳感器 探針集成到自動(dòng)灌溉系統(tǒng)中，從而可以根據(jù)植物的實(shí)際用水量灌溉植物。
傳感器確保植物永遠(yuǎn)不會(huì)經(jīng)歷干旱壓力
使用土壤水分傳感器控制灌溉背后的基本思想很簡(jiǎn)單：當(dāng)植物使用水時(shí)，它們會(huì)從基質(zhì)中吸取水分，因此基質(zhì)的含水量會(huì)減少。土壤水分傳感器檢測(cè)到這些變化當(dāng)基質(zhì)含水量低于用戶設(shè)定的設(shè)定值時(shí)，可用于打開灌溉閥。這導(dǎo)致頻繁使用少量水，灌溉頻率會(huì)根據(jù)底物水分消耗率自動(dòng)調(diào)整。這種灌溉方法會(huì)自動(dòng)替換植物使用的水或因蒸發(fā)而流失的水，并確保植物永遠(yuǎn)不會(huì)受到干旱脅迫。通過(guò)使用植物實(shí)際需要的水量進(jìn)行灌溉，可以大大減少用水量和浸出量。這可以限度地減少污染，而無(wú)需使用昂貴的循環(huán)灌溉系統(tǒng)或大型池塘來(lái)捕獲徑流。
它真的有效嗎？
為了測(cè)試這種灌溉方法并確定矮牽牛良好生長(zhǎng)需要多少水，我們?cè)诘孜锼粸?5% 到 40% 的情況下種植它們。灌溉由基質(zhì)中的土壤水分傳感器探針控制，該探針與數(shù)據(jù)記錄器相連。在移栽幼苗后的前 9 天，所有基質(zhì)都保持充足的水，以使植物生長(zhǎng)。之后，我們的灌溉系統(tǒng)將底物含水量(處理范圍為 5% 至 40%)保持 20 天，然后收獲植物。
我們的灌溉系統(tǒng)在整個(gè)研究中表現(xiàn)良好。一旦特定容器中的底物水分干燥到灌溉設(shè)定點(diǎn)，我們的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)就開始灌溉該托盤。基材的含水量通常保持略高于設(shè)定點(diǎn)。
較高的灌溉底物水設(shè)定點(diǎn)導(dǎo)致更頻繁的澆水。盡管灌溉量隨著底物水位的增加而增加，但在任何處理中都沒有浸出。在實(shí)驗(yàn)的最后 20 天，即使是的植物也僅獲得了 650 毫升(約 21 液量盎司)的水。用水量的處理中的每日用水量范圍從僅 15 至 20 毫升/植物/天(剛好超過(guò)一湯匙！)當(dāng)植物較小時(shí)到 45 毫升/植物/天(3 湯匙)結(jié)束時(shí)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基材的含水量。使用 土壤水分傳感器 探針控制灌溉，每當(dāng)?shù)孜锖康陀诠喔仍O(shè)定點(diǎn)時(shí)，就會(huì)自動(dòng)向底物中添加少量水。有八種不同的處理，設(shè)定點(diǎn)范圍從 5% 到 40%。
植物生長(zhǎng)隨著底物含水量的增加而增加，但 25%、30%、35% 和 40% 的處理之間幾乎沒有差異。由于植物生長(zhǎng)與植物接受的水量高度相關(guān)，基于基質(zhì)含水量控制灌溉可能是控制快速伸長(zhǎng)植物生長(zhǎng)的可行方法。基質(zhì)含水量(左)和總灌溉量(右)對(duì)矮牽牛干重的影響。通過(guò)控制基質(zhì)含水量來(lái)控制灌溉被證明是控制植物生長(zhǎng)的有效方法。
種植者如何使用它？
幾個(gè)品牌的溫室控制系統(tǒng)可以測(cè)量 土壤水分傳感器 探針，并可用于基于這些測(cè)量值自動(dòng)灌溉。種植者應(yīng)該與他們的控制系統(tǒng)制造商聯(lián)系，看看它是否可以測(cè)量這些探針。對(duì)于喜歡獨(dú)立控制器的種植者，我們開發(fā)了一種控制器，當(dāng)基質(zhì)水含量低于種植者確定的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，該控制器可以灌溉植物。該控制器還允許種植者設(shè)置灌溉持續(xù)時(shí)間和后續(xù)灌溉之間的最短時(shí)間段。
尚未準(zhǔn)備好將灌溉轉(zhuǎn)為土壤水分探頭的種植者可以通過(guò)使用 土壤水分傳感器 探頭和的手持式儀表或數(shù)據(jù)記錄器來(lái)獲取有關(guān)植物用水需求的寶貴信息。手持式儀表允許種植者將傳感器放置在他們的一些花盆中，并定期測(cè)量基質(zhì)的含水量。數(shù)據(jù)記錄器可以將數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送到您的計(jì)算機(jī)，讓您可以通過(guò)圖形顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)底物含水量的變化。使用這項(xiàng)技術(shù)將使種植者更好地了解植物需要多少水，并有助于做出更好的灌溉決策。
提高植物品質(zhì)
看來(lái)在不久的將來(lái)，種植者可能會(huì)使用傳感器自動(dòng)灌溉，從而有效地給植物澆水并提高植物質(zhì)量。該技術(shù)目前可用，并且正在制定其使用指南。但是，接下來(lái)呢？未來(lái)，我們希望更好地了解用水量如何根據(jù)溫室中作物的位置(例如，靠近冷卻墊或風(fēng)扇)、種植的植物數(shù)量和環(huán)境因素而變化。一個(gè)令人興奮的新進(jìn)展是，較新的探針可以測(cè)量底物EC和水含量。這可能允許種植者同時(shí)控制灌溉和施肥。
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