В основе современного промышленного сельского хозяйства – теплиц, – несмотря на защиту культур от изменений климата, водоснабжение, являющееся источником их жизни, перешло от зависимости от дождей к полному определению решениями человека. Долгое время орошение часто основывалось на эмпирических суждениях фермеров или фиксированном графике. Такая модель легко может привести к неравномерному водоснабжению, вызывая стресс для корней, потерю питательных веществ и риск заболеваний. Появление датчиков температуры и влажности почвы переводит орошение в теплицах из «эры, основанной на опыте» в «эру, основанную на данных», обеспечивая точное и своевременное поступление каждой капли воды.
I. Уникальность парниковой среды: почему данные о почве так важны?
Теплица представляет собой контролируемую, но при этом сложную микроэкосистему. По сравнению с выращиванием в открытом грунте, она обладает отличительными характеристиками:
Водоснабжение полностью регулируется искусственно: естественных осадков для его пополнения нет, и единственным источником воды является орошение.
Интенсивное испарение и транспирация: В закрытом или полузакрытом изолированном помещении, особенно при достаточном количестве солнечного света, скорость транспирации растений и испарения с поверхности почвы значительна.
Корневая система растений находится в плотной и чувствительной среде: культуры высаживаются густо, и зона активности корневой системы сконцентрирована. Неравномерное распределение воды или переувлажнение могут быстро негативно сказаться на общем состоянии растений.
Тщательно скоординированное водопользование и внесение удобрений: орошение часто проводится одновременно с внесением удобрений, а управление водными ресурсами напрямую связано с доступностью и эффективностью усвоения питательных веществ.
Таким образом, мониторинг динамики влажности и температуры корневого слоя почвы в режиме реального времени и с высокой точностью стал краеугольным камнем для обеспечения интеллектуального и эффективного управления в теплицах.
II. Ключевая роль датчиков: выступая в качестве «физиологического переводчика» для сельскохозяйственных культур.
Датчики температуры и влажности почвы, установленные в корневой зоне сельскохозяйственных культур, имеют ключевое значение, поскольку преобразуют физическое состояние почвы в непрерывный и поддающийся количественной оценке поток данных, обеспечивая, главным образом, два основных направления мониторинга:
Объемное содержание воды: оно напрямую отражает долю жидкой воды в почве, которая может быть непосредственно поглощена растениями, и является золотым показателем для оценки потребности в орошении.
Температура почвы: она оказывает существенное влияние на жизнеспособность корней, скорость поглощения воды и питательных веществ, а также на активность почвенных микроорганизмов и является важной основой для оптимизации стратегий орошения (таких как температура и время полива).
III. Сценарии трансформационного применения в теплицах
Обеспечьте точный полив и попрощайтесь с «синхронизацией» и «интуицией».
Практическое задание: Установите верхний и нижний предельные значения влажности почвы в зависимости от различных культур и стадий их роста. Когда датчики показывают, что уровень влажности ниже нижнего предела, система автоматически запускает полив. При достижении верхнего предела полив автоматически прекращается.
Ценить
Значительная экономия воды: благодаря отсутствию неэффективного орошения и глубокого просачивания, можно сэкономить от 20% до 40% воды по сравнению с традиционным режимом полива по таймеру.
Повышение качества и стабильности урожая: поддержание стабильного оптимального уровня влажности почвы позволяет снизить такие проблемы, как растрескивание плодов и ухудшение вкуса, вызванные колебаниями влажности.
Способствуйте здоровому развитию корневой системы: избегайте гипоксии корней, вызванной избыточной влажностью, стимулируйте рост корней вниз и повышайте устойчивость растения к стрессам.
2. Оптимизация интеграции воды и удобрений для достижения «точной подкормки».
Практическое применение: Система орошения автоматически запускает и контролирует выполнение программы внесения удобрений на основе данных о влажности почвы в режиме реального времени. Необходимо обеспечить точное соответствие объема орошения для оптимизации концентрации и времени удержания питательного раствора в корневой зоне.
Преимущества: Значительно повышает эффективность использования удобрений, снижает риск накопления солей в корневой зоне и обеспечивает взаимовыгодную ситуацию: сокращение использования удобрений при одновременном повышении эффективности и защите окружающей среды.
3. Предупреждение о воздействии стрессовых факторов окружающей среды и выполнение роли «индикатора» заболеваний.
Практическое применение: Постоянно высокая влажность почвы создает идеальные условия для размножения многих почвенных заболеваний, таких как загнивание всходов и корневая гниль. Датчик может непрерывно отслеживать и предупреждать о длительно сохраняющихся условиях высокой влажности.
Ценность: Своевременное напоминание руководителям о необходимости корректировки планов орошения или принятия агрономических мер, прерывание цепочки распространения болезней с точки зрения экологии, а также снижение затрат и рисков на профилактику и борьбу с болезнями.
4. Расширение возможностей моделей выращивания сельскохозяйственных культур и принятия решений на основе научных данных.
Практическое применение: Долгосрочные накопленные данные о влажности и тепловом балансе почвы в сочетании с данными метеорологических станций в теплицах могут быть использованы для калибровки и оптимизации моделей моделирования роста сельскохозяйственных культур.
Ценность: Более точное прогнозирование цикла роста, формирования урожая и изменений качества сельскохозяйственных культур, предоставление перспективных научных рекомендаций для планирования производства, организации труда и рыночного предложения.
IV. Ключевые аспекты эффективного развертывания
Типичные точки размещения: их следует размещать в разных зонах внутри теплицы (например, возле вентиляционных отверстий, в середине и в конце, где находится источник воды), а также в разных зонах посадки культур, чтобы точно отразить пространственные различия окружающей среды.
Глубина установки датчика для мониторинга определяется исходя из глубины распространения основных корневых систем культур (например, для томатов и огурцов она обычно составляет от 15 до 30 сантиметров).
Совместимость с технологией и средой: Выберите тип датчика, соответствующий субстрату для выращивания растений в теплице (почва, кокосовое волокно, минеральная вата и т. д.), и убедитесь, что он обладает хорошей долговременной стабильностью, солеустойчивостью и точностью измерений.
V. Успешная практика: пример выращивания высокоурожайных и высококачественных томатов на основе анализа данных.
В рамках масштабного проекта по выращиванию томатов в стеклянной теплице была развернута комплексная сеть датчиков температуры и влажности почвы. В результате систематического анализа данных команда управления обнаружила следующее:
Первоначальная модель дневного полива приводила к чрезмерному потреблению воды, когда температура субстрата повышалась во второй половине дня, и растения испытывали кратковременный стресс, когда им больше всего нужна была вода в течение дня для синтеза продуктов фотосинтеза.
2. Благодаря корректировке стратегии полива с целью точного пополнения запасов воды на основе данных датчиков рано утром и вечером, удалось не только устранить полуденный дефицит воды, но и эффективно снизить пиковую влажность воздуха внутри теплицы в полдень.
После полного производственного сезона, в ходе которого проводилась проверка, эта теплица не только позволила сэкономить 35% воды, но и увеличила общий урожай томатов на 18%, а также значительно улучшила содержание сахара и товарный процент плодов. Технический директор проекта заключил: «Теперь мы больше не полагаемся на догадки о том, нужна ли культурам вода, а напрямую «прислушиваемся» к реальной обратной связи от корневой системы». Датчики позволили нам наладить точную связь с культурами, что является ключом к достижению двойного прорыва в урожайности и качестве.
Заключение
В современном тепличном сельском хозяйстве, стремящемся к высокой урожайности, высокому качеству, эффективному использованию ресурсов и устойчивому развитию, точный контроль подземного скрытого мира – среды корневой зоны – стал столь же важным, как регулирование света, воды, тепла и воздуха на поверхности. Датчики температуры и влажности почвы, подобно чувствительным антеннам, проникающим в «ядро жизни» растений, четко преобразуют потребность и удовлетворение корневой системы в язык данных. Это положило конец неопределенности и произвольности орошения и положило начало новой модели точного снабжения, основанной на физиологических потребностях растений в режиме реального времени. Это гораздо больше, чем просто усовершенствование производственных инструментов; это глубокая трансформация в философии выращивания: от «снабжения, управляемого человеком» к «реагированию, основанному на спросе на растения». Благодаря глубокой интеграции технологий Интернета вещей и искусственного интеллекта, эти «корни данных», глубоко укоренившиеся в почве, безусловно, будут полностью связаны с системой контроля микроклимата в теплице, совместно создавая новую картину более интеллектуального, низкоуглеродного и эффективного тепличного сельского хозяйства будущего.
Для получения более подробной информации о почвенных датчиках, пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Дата публикации: 23 декабря 2025 г.