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平衡田地:使用测量技术的受控环境农业

维萨拉:受控环境农业和温室大棚
Justin Walsh_Vaisala
Justin Walsh
Application Sales Engineer
Published: May 20, 2020
Greenhouses and Indoor Farming
工业测量

受控环境农业 (CEA) 是全球食品市场增长最快的细分市场之一。随着对本地种植和有机产品的需求持续上升,现代温室、垂直农场和集装箱农场方兴未艾。当今技术的进步使种植者能够生产更多、更一致的农产品,并且节约能源和资源。

种植者可以利用技术和高精度的设施创造最佳生长条件,使他们能够种植更多种类的作物,获得可靠的收获。封闭和气候控制设施可以让农民在种植作物时用更少的时间完成从播种到收获的整个过程,在每个周期都获得更高的产量,每年有更多的收获周期。

与传统耕作相比,优化温室大棚的布局可以提供额外的产出能力。采用垂直耕作和滴灌技术可以轻松超越使用传统方法时的作物产量,即使是在传统温室大棚中。考虑到室内种植比较常见的作物是青菜、蔓生作物、花卉和其他苗圃作物,分层的潜力仅受照明资源的限制,而近年来照明资源的价格大大降低了。

农药用量变少也是 CEA 农业的一大优势,因为害虫综合治理更容易实施。这将带来一个更清洁的环境,便于实施可持续的农作物保护,满足人们对无农药食品的需求。

节水是 CEA 的另一大优势。通过水栽法或气栽法可以控制用水量,而不是使水分渗入大地,室内种植需要的淡水显著减少。在面临水资源短缺和受限的地区,这可能是一个生死攸关的因素。

总体能源效率是 CEA 业务的关键指标。温室大棚的用电需求以及自动化程度远高于传统农业,因为暖通空调系统和照明要消耗大量能源。这正是高质量高可靠的测量传感器可以发挥作用的地方。密切监测生长空间的状况可以节约能源并使作物更健康。

 

使用 CEA 可以种植什么?

由于几乎任何作物都可以在室内种植,因此在很多市场都可以看到 CEA 的应用:从花卉种植到蔬菜生产。CEA 生产技术可能意味着每年有 1-2 次收获和每年 4-6 次收获的区别,以及可以轮换收获期以实现一致的交付。几乎所有室内种植的作物都能从这些技术中受益。当前最受欢迎的作物是生菜、微型蔬菜、蔓生作物和花卉。经济作物、蘑菇和水果也可采用 CEA 方式种植。有关要种植什么的决定很大程度上取决于以最有利的利润率满足需求的预期盈利能力。

 

控制类型

有多种温室大棚的控制方式,从采用简单的、偶然的测量辅之人工通风到全连续监测系统和自动化控制,应有尽有。维萨拉提供各种仪表来满足每种控制级别的要求。从高级的连续监测系统(使用我们自有的数据记录仪和 viewLinc 软件)到简单准确的手持式传感器,维萨拉仪表可满足可靠测试和数据的要求。

简单地说,更好的气候控制意味着农作物的改良。此外,准确可靠的测量将可以通过高效的资源管理来降低生产成本。最重要的测量参数是湿度、温度、二氧化碳、天气条件、光、营养和水合作用。测量这些参数不仅为了提高生长速度,而且为了防止在极端天气条件下使作物受损。

 

湿度参数

湿度可能是温室中最难控制的环境因素,是关键绩效指标。它与气温直接相关,在温度变化相对较小的情况下会发生剧烈变化。温度每下降 20 度,空气的持水能力减半,而相对湿度则加倍。这是夜间温度下降导致高湿度和冷凝的原因。维萨拉 HUMICAP® 传感器即便在结露情况下也不会受损,变干后就可以准确测量。

良好的浇水方法和适当的通风是温室中控制湿度的最佳方式,准确测量湿度可使农民及时作出明智的决策。

 

温度参数

植物可以在很广的温度范围下生存和生长,但是每种植物都有最适合生长的最佳温度。

通过自然通风或机械方式(如暖通空调)来调节温度。了解设施的温度调节问题很重要,建议您研究或绘制生长空间的不同区域以确定热点或冷点。准确可靠的温度传感器可以提供这些关键测量数据,这将有助于作物选择和布局决策。

 

CO2 参数

人们很早就认识到在温室环境中补充二氧化碳对植物生长和生产的益处,因为二氧化碳是光合作用的重要原料之一。二氧化碳 (CO2) 如何提高生产力的示例 包括开花更早、果实产量更高、增大茎强度和花大小。事实上,当 CO2 浓度从环境浓度增加到 1000 ppm 时净光合作用可增加 50%。

封闭生长环境中遇到的一个问题是:植物会消耗现有 CO2,造成 CO2 不足并影响生长。补充的 CO2(通过燃烧产生或以气体、液体或固体形式提供)是为作物提供这种关键资源的一种常见方法。补充 CO2 气体时还存在人身安全问题。维萨拉 CARBOCAP® 传感器提供了对这种资源的控制,它可以进行准确的 CO2 测量,具有长期稳定性和很低的拥有成本。请下载有关使用 CO2 测量优化植物生长的应用注释,以了解更多信息。

 

总结

所有温室或可控环境农业系统的最终盈亏均由该业务的效率和盈利能力决定:

  • 准确的测量和控制会带来高效、可盈利的结果
  • 准确的测量从提供准确可靠数据的质量传感器开始
  • 准确性和可靠性可降低总体拥有成本
  • 质量测量值得投资,因为它直接影响盈亏线

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