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技術(shù)文章

傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

閱讀：1885發(fā)布時(shí)間：2011-3-7

　　我國雖然是農(nóng)業(yè)大國，但要解決十二億人口的吃飯問題還是個(gè)值得重視的問題。這個(gè)問題的解決關(guān)鍵在于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和增強(qiáng)抗災(zāi)能力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)（又稱工廠化農(nóng)業(yè)）已成為解決上述關(guān)鍵問題的一種農(nóng)業(yè)新興產(chǎn)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)是借助溫室及其配套裝置來調(diào)節(jié)和控制作物生產(chǎn)環(huán)境條件的新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)擺脫自然制約的有效手段，是對常規(guī)農(nóng)業(yè)的革命性發(fā)展，是高產(chǎn)、、和技術(shù)密集型的農(nóng)業(yè)。近年來，國外如以色列、荷蘭等國在設(shè)施農(nóng)業(yè)中研究和生產(chǎn)方面已達(dá)到很高水平。我國近年來，塑料大棚和日光溫室為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)正迅速發(fā)展，但與國外相比，普遍存在科技含量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)水平和效益低下。因此，迫切需要技術(shù)改進(jìn)，以提高我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體水平。
　　
　　要實(shí)現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè)，涉及到的關(guān)鍵技術(shù)中信息獲取的手段是zui重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，開發(fā)性能價(jià)格比高的設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器是當(dāng)務(wù)之急。作為傳感器技術(shù)新世紀(jì)的發(fā)展方向，本人認(rèn)為把重視傳感器在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用是勢在必行的，這也是促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化的重要途徑之一。
　　
　　設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器的品種較多，按其檢測參數(shù)分類，主要有以下幾種：
　　
　?。?）溫度和濕度：作物的生長與溫度和濕度有密切關(guān)系，塑料大棚的控制參數(shù)中，溫度與濕度檢測、控制是主要參數(shù)之一；
　　
　　（2）土壤干燥度：作物生長需要水份，在設(shè)施農(nóng)業(yè)中如何灌水，做到既不影響作物生長又不浪費(fèi)水資源是至關(guān)重要的問題。土壤干燥度的檢測，需要用干燥度傳感器。目前較廣泛采用的干燥度傳感器是由負(fù)壓傳感器與陶瓷過濾管組成的；
　　
　?。?）CO2：農(nóng)作物生長發(fā)育離不開光合作用，而光合作用又與CO2有關(guān)，所以控制CO2的濃度，有利于作物的生長發(fā)育；
　　
　?。?）光照度：設(shè)施農(nóng)業(yè)中，采用栽培管理自動(dòng)化系統(tǒng)其光源*為人工光，而不用太陽光，采用光傳感器來檢測和控制光照強(qiáng)度，使作物可以得到均勻一致的光照；
　　
　?。?）土壤養(yǎng)分：土壤養(yǎng)分依賴于施肥，合理施肥不僅可以提高作物產(chǎn)量，而且可以避免過施肥而造成不必要的損失。土壤養(yǎng)分的測定包括土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣和鎂的檢測。土壤養(yǎng)分測定，廣泛采用離子、生物傳感器。
　　
　　由于設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器是在系統(tǒng)中發(fā)揮作用，因此傳感器的性能必須符合以下要求：
　　
　?。?）長期穩(wěn)定性好農(nóng)業(yè)設(shè)施用傳感器的使用環(huán)境比工業(yè)更惡劣，如高溫、高濕。因此傳感器長期穩(wěn)定性要更高，需要解決涉及傳感器穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)包括材料、工藝等；
　　
　?。?）能適應(yīng)系統(tǒng)要求設(shè)施農(nóng)業(yè)的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)人為調(diào)節(jié)和控制作物生長環(huán)境條件，是通過一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。因此傳感器的性能都應(yīng)該與控制系統(tǒng)相適應(yīng)。尤其是傳感器的長距離布點(diǎn)、傳感器靈敏度的一致性、傳感器的響應(yīng)時(shí)間等，這樣才能使系統(tǒng)真正做到快速反應(yīng)和調(diào)控環(huán)境的工作；
　　
　?。?）優(yōu)良的性能價(jià)格比由于用量較大，因此必須要求其價(jià)格較低廉，否則難于推廣。
　　
　　由于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低，設(shè)施農(nóng)業(yè)剛起步，因此為了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須從傳感器生產(chǎn)過程中挖潛，盡量降低成本，以滿足性價(jià)比要求。
　　
　　這個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)的策略，本人認(rèn)為應(yīng)該是在充分調(diào)動(dòng)傳感器生產(chǎn)企業(yè)的積極性的同時(shí)，又要防止一哄而上，低水平的重復(fù)。因此，電子敏感行業(yè)協(xié)會(huì)，應(yīng)該有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃，進(jìn)行宏觀調(diào)控，使設(shè)施農(nóng)業(yè)用的傳感器開發(fā)循序漸進(jìn)，有條不紊地持續(xù)發(fā)展。
　　
　　“九五”計(jì)劃中，“工廠農(nóng)業(yè)工程”已列入國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目，并已啟動(dòng)實(shí)施。21世紀(jì)必將全面推廣，傳感器技術(shù)學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)抓住這良好的機(jī)遇，把作為主要服務(wù)領(lǐng)域之一，這既能促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)水平的提高，又能促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化自身的發(fā)展。

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