土壤肥力包括水分、養(yǎng)分、空氣、熱量等要素,分為自然肥力(未開墾利用前自然土壤的肥力)和人為肥力(通過耕種、施肥、灌溉等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施創(chuàng)造的肥力)。
土壤、大氣環(huán)境、水與植物構(gòu)成復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng),各因素相互作用影響,使土壤肥力不斷變化。隨著物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)及農(nóng)業(yè)種植技術(shù)發(fā)展,農(nóng)業(yè)種植向精細化、數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)變,智能土壤監(jiān)測系統(tǒng)被開發(fā)出來。其核心是通過傳感器精準監(jiān)測土壤自然肥力,依此調(diào)整人為肥力投入,制定契合農(nóng)作物生長的智能管理方案。
智能土壤監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵組件 —— 土壤傳感器,如土壤三合一變送器,能全方位監(jiān)測土壤含水量、電導(dǎo)率及溫度,采用國際標準土壤水分測量方法,是觀測研究鹽漬土發(fā)生、演變、改良及水鹽動態(tài)的重要工具。
該變送器設(shè)計的體積小巧,便于攜帶和轉(zhuǎn)移,安裝、操作和維護簡便,非專業(yè)人員也能輕松上手。電極采用特殊處理的合金材料,強度高,能承受外力沖擊,降低損壞風(fēng)險。外部環(huán)氧樹脂純膠體封裝,完全密封,防護等級達 IP68,可耐惡劣酸堿腐蝕環(huán)境,穩(wěn)定埋入土壤工作。
變送器探針采用插入式設(shè)計,精度高、響應(yīng)快、互換性好且性能可靠,內(nèi)置溫度補償傳感器,補償范圍 0 - 50℃,能消除溫度變化對測量結(jié)果的干擾,提升準確性。
其探測方法有垂直測量和埋地測量兩種。
快速測量(垂直測量):選合適地點,避開石塊區(qū)域,按測量深度拋開表層土,保持土壤松緊程度,垂直插入傳感器,保持穩(wěn)定不晃動,為提高準確性,建議在一個測點多次測量求平均值,適用于快速獲取土壤數(shù)據(jù)、初步了解土壤情況。
長期測量(埋地測量):垂直挖直徑大于 20cm 的坑,在預(yù)定深度將傳感器鋼針水平插入坑壁,填埋嚴實,穩(wěn)定后可連續(xù)測量記錄數(shù)天、數(shù)月甚至更長時間,為研究土壤肥力長期演變規(guī)律及農(nóng)作物生長周期內(nèi)土壤環(huán)境變化提供數(shù)據(jù)支持。
土壤變送器實時監(jiān)測土壤含水量、電導(dǎo)率及溫度后,通過氣象監(jiān)控主機將數(shù)據(jù)上傳至云平臺,數(shù)據(jù)在云平臺界面直觀顯示并存儲,過程智能化、自動化程度高。
用戶可根據(jù)需求,通過監(jiān)控主機或云平臺靈活設(shè)置土壤含水量、溫度及電導(dǎo)率上下限值。如土壤含水量低于設(shè)定限值,云平臺自動發(fā)送聯(lián)動命令給主機,主機命令 M88 工控模塊開啟灌溉設(shè)備補充水分;接近上限值時,系統(tǒng)自動關(guān)閉灌溉系統(tǒng),避免過度灌溉。
在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域,智能土壤監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤水分,及時發(fā)現(xiàn)土壤肥力變化,為科學(xué)調(diào)整人為肥力投入提供準確依據(jù),有助于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
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