Краткое содержание: В условиях перехода от традиционного к точному и интеллектуальному сельскому хозяйству датчики pH качества воды превращаются из малоизвестных лабораторных приборов в «интеллектуальные вкусовые рецепторы» поля. Контролируя pH поливной воды в режиме реального времени, они обеспечивают защиту роста сельскохозяйственных культур и стали ключевым компонентом научно обоснованного управления водными ресурсами и удобрениями.
I. Предыстория дела: Затруднительное положение «Томатной долины»
На демонстрационной сельскохозяйственной базе «Green Source» в Восточном Китае находилась современная стеклянная теплица площадью 500 акров, предназначенная для выращивания высококачественных томатов черри, известная как «Томатная долина». Управляющего фермой, г-на Вана, постоянно беспокоила одна проблема: неравномерный рост урожая, пожелтение листьев и замедление роста в некоторых местах, а также низкая эффективность удобрений.
После предварительного обследования были исключены вредители, болезни и дефицит питательных веществ. В конечном итоге внимание переключилось на воду для орошения. Источником воды служила близлежащая река, а также собиралась дождевая вода, и её значение pH колебалось из-за погодных и экологических изменений. Было высказано предположение, что нестабильный pH воды влияет на доступность удобрений, что и приводит к наблюдаемым проблемам.
II. Решение: Внедрение интеллектуальной системы мониторинга pH.
Для окончательного решения этой проблемы база «Зеленый источник» внедрила и развернула интеллектуальную систему мониторинга поливной воды, основанную на онлайн-датчиках pH качества воды.
- Состав системы:
- Датчики pH, работающие в режиме реального времени: устанавливаются непосредственно на основной трубе подачи поливной воды и на выходе из резервуара для смешивания удобрений в каждой теплице. Эти датчики работают по принципу электродного метода, обеспечивая непрерывное измерение pH воды в режиме реального времени.
- Модуль сбора и передачи данных: преобразует аналоговые сигналы от датчиков в цифровые и передает их по беспроводной связи на центральную платформу управления с помощью технологии Интернета вещей (IoT).
- Интеллектуальная централизованная платформа управления: облачная программная система, отвечающая за прием, хранение, отображение и анализ данных pH, а также за установку пороговых значений для управления.
- Система автоматической регулировки (опционально): подключена к платформе и автоматически контролирует подачу небольших количеств раствора кислоты (например, фосфорной кислоты) или щелочи (например, гидроксида калия) для точной регулировки pH, когда значения выходят за пределы допустимого диапазона.
- Рабочий процесс:
- Мониторинг в реальном времени: датчики в режиме реального времени измеряют pH поливной воды до того, как она попадет в систему капельного орошения.
- Сигнализация по пороговым значениям: Оптимальный диапазон pH для выращивания томатов черри (5,5-6,5) устанавливается на центральной платформе управления. Если pH падает ниже 5,5 или поднимается выше 6,5, система немедленно отправляет оповещение менеджерам через мобильное приложение или компьютер.
- Анализ данных: Платформа генерирует графики изменения pH, помогая менеджерам анализировать закономерности и причины колебаний pH.
- Автоматическая/ручная регулировка: Система может быть настроена на полностью автоматический режим, добавляя кислоту или щелочь для точной регулировки pH до целевого значения (например, 6,0). В качестве альтернативы, руководители могут удаленно активировать систему регулировки вручную при получении оповещения.
III. Результаты применения и ценность
После трех месяцев эксплуатации система «Green Source» принесла значительные экономические и экологические выгоды:
- Повышение эффективности использования удобрений, снижение затрат:
- Большинство питательных веществ (таких как азот, фосфор, калий) наиболее легко усваиваются растениями в слабокислой среде (pH 5,5-6,5). Точный контроль pH позволил повысить эффективность использования удобрений примерно на 15%, снизив расход удобрений примерно на 10% при сохранении урожайности.
- Улучшение здоровья растений, повышение качества и урожайности:
- Были решены такие проблемы, как «хлороз, вызванный дефицитом питательных веществ» (пожелтение листьев), который возникал из-за того, что высокий уровень pH блокировал микроэлементы, такие как железо и марганец, делая их недоступными для растений. Рост растений стал равномерным, а листья приобрели здоровый зеленый цвет.
- Уровень Брикса, вкус и консистенция помидоров черри значительно улучшились. Товарная доля плодов увеличилась на 8%, что напрямую повысило экономическую рентабельность.
- Внедрение точного управления, экономия трудозатрат:
- Заменили устаревший метод, требующий частого ручного отбора проб и тестирования, на тест-полоски для определения pH или портативные измерители. Обеспечили круглосуточный мониторинг без участия персонала, что значительно сократило трудозатраты и исключило человеческие ошибки.
- Руководители могут в любое время и в любом месте проверять состояние качества воды во всей ирригационной системе с помощью своих телефонов, что значительно повышает эффективность управления.
- Предотвращение засорения системы, снижение затрат на техническое обслуживание:
- Чрезмерно высокий уровень pH может привести к осаждению ионов кальция и магния в воде, образуя накипь, которая засоряет чувствительные капельницы. Поддержание надлежащего уровня pH эффективно замедляет образование накипи, продлевает срок службы системы капельного орошения и снижает частоту и затраты на техническое обслуживание.
IV. Перспективы на будущее
Применение датчиков pH воды выходит далеко за эти рамки. В концепции будущего интеллектуального сельского хозяйства они будут играть еще более важную роль:
- Глубокая интеграция с системами фертигации: датчики pH будут объединены с датчиками электропроводности (ЭП) и различными ионоселективными электродами (например, для нитратов, калия), образуя полноценную «систему диагностики питания» для внесения удобрений по требованию и точного орошения.
- Система прогнозирующего управления на основе ИИ: анализируя исторические данные об уровне pH, данные о погоде и модели роста сельскохозяйственных культур с помощью алгоритмов ИИ, система может прогнозировать тенденции изменения уровня pH и принимать упреждающие меры, переходя от «управления в реальном времени» к «прогнозирующему регулированию».
- Расширение применения в аквакультуре и мониторинге почвы: та же технология может быть использована для управления качеством воды в прудах для аквакультуры и в качестве зондов для мониторинга pH почвы на месте, что позволит создать комплексную сеть мониторинга сельскохозяйственной среды.
Заключение:
Пример базы «Green Source» наглядно демонстрирует, что скромный датчик pH воды является связующим звеном между управлением водными ресурсами и питанием сельскохозяйственных культур. Предоставляя непрерывные и точные данные, он переводит традиционное «сельское хозяйство, основанное на опыте» в русло «умного сельского хозяйства, основанного на данных», предлагая надежную техническую поддержку для достижения целей по экономии воды, сокращению использования удобрений, улучшению качества, повышению эффективности и устойчивому развитию сельского хозяйства.
Мы также можем предложить различные решения для
1. Портативный измеритель для многопараметрического анализа качества воды.
2. Система плавучих буев для многопараметрического мониторинга качества воды.
3. Автоматическая щетка для очистки многопараметрического датчика воды.
4. Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о датчиках воды информация,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 22 октября 2025 г.