Резюме: На волне перехода от традиционного к точному и интеллектуальному сельскому хозяйству датчики pH для измерения качества воды превращаются из малоизвестных лабораторных приборов в «умные вкусовые рецепторы» для полевых работ. Контролируя pH поливной воды в режиме реального времени, они обеспечивают рост сельскохозяйственных культур и стали ключевым компонентом научного управления водными ресурсами и удобрениями.
I. Предыстория дела: затруднительное положение «Томатной долины»
На современной демонстрационной сельскохозяйственной базе «Green Source» в Восточном Китае располагалась современная стеклянная теплица площадью 500 акров, предназначенная для выращивания высококачественных помидоров черри, известная как «Томатная долина». Управляющий фермой, г-н Ван, постоянно сталкивался с одной проблемой: неравномерным ростом растений, пожелтением листьев и задержкой роста на некоторых участках, а также низкой эффективностью удобрений.
После предварительного исследования вредители, болезни и дефицит питательных веществ были исключены. В конечном итоге внимание переключилось на поливную воду. Источником воды служила близлежащая река, а также дождевая вода, а её уровень pH колебался из-за погодных и экологических изменений. Ученые предположили, что нестабильный уровень pH воды влиял на доступность удобрений, что и приводило к наблюдаемым проблемам.
II. Решение: внедрение интеллектуальной системы мониторинга pH
Для окончательного решения этой проблемы на базе «Green Source» внедрена и развернута интеллектуальная система мониторинга поливной воды на основе онлайн-датчиков pH качества воды.
- Состав системы:
- Онлайн-датчики pH: устанавливаются непосредственно на главном водозаборном трубопроводе для полива и на выходе из резервуара для смешивания удобрений в каждой теплице. Эти датчики работают по принципу электродов, обеспечивая непрерывное измерение pH воды в режиме реального времени.
- Модуль сбора и передачи данных: преобразует аналоговые сигналы от датчиков в цифровые сигналы и передает их по беспроводной связи на центральную платформу управления с помощью технологии Интернета вещей (IoT).
- Интеллектуальная центральная платформа управления: облачная программная система, отвечающая за получение, хранение, отображение и анализ данных pH, а также за установку пороговых значений управления.
- Система автоматической регулировки (опционально): подключенная к платформе, она автоматически контролирует впрыскивание небольших количеств раствора кислоты (например, фосфорной кислоты) или щелочи (например, гидроксида калия) для точной регулировки pH, когда значения выходят за пределы диапазона.
- Рабочий процесс:
- Мониторинг в реальном времени: pH поливной воды фиксируется датчиками в режиме реального времени до ее поступления в систему капельного орошения.
- Пороговые значения оповещения: Оптимальный диапазон pH для роста томатов черри (5,5–6,5) задаётся на центральной платформе управления. Если pH падает ниже 5,5 или поднимается выше 6,5, система немедленно отправляет уведомление диспетчерам через мобильное приложение или компьютер.
- Анализ данных: платформа создает графики тенденций изменения pH, помогая менеджерам анализировать закономерности и причины колебаний pH.
- Автоматическая/ручная регулировка: систему можно настроить на полностью автоматический режим, добавляя кислоту или щёлочь для точной регулировки pH до целевого значения (например, 6,0). Кроме того, менеджеры могут вручную активировать систему регулировки удалённо, получив сигнал тревоги.
III. Результаты и ценность применения
За три месяца использования системы база «Green Source» добилась значительных экономических и экологических выгод:
- Повышение эффективности удобрений, снижение затрат:
- Большинство питательных веществ (таких как азот, фосфор и калий) наиболее доступны растениям в слегка кислой среде (pH 5,5–6,5). Благодаря точному контролю pH эффективность использования удобрений увеличилась примерно на 15%, что позволило снизить их расход примерно на 10% при сохранении урожайности.
- Улучшение здоровья сельскохозяйственных культур, повышение качества и урожайности:
- Решены такие проблемы, как «хлороз из-за дефицита питательных веществ» (пожелтение листьев), возникающий из-за высокого pH, блокирующего 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 томатов черри значительно улучшились. Выход товарной продукции увеличился на 8%, что напрямую увеличило экономическую прибыль.
- Обеспечивает точное управление, экономит трудозатраты:
- Заменил устаревший метод, требующий частого ручного отбора проб и тестирования, с помощью pH-тест-полосок или портативных измерителей. Обеспечил круглосуточный автономный мониторинг, значительно сэкономив трудозатраты и исключив человеческий фактор.
- Менеджеры могут проверить состояние качества воды всей ирригационной системы в любое время и в любом месте с помощью своих телефонов, что значительно повышает эффективность управления.
- Предотвращение засорения системы, снижение затрат на обслуживание:
- Чрезмерно высокий уровень pH может привести к выпадению в осадок ионов кальция и магния в воде, образуя накипь, которая засоряет чувствительные капельницы. Поддержание правильного уровня pH эффективно замедляет образование накипи, продлевает срок службы системы капельного полива, а также снижает частоту и стоимость обслуживания.
IV. Перспективы на будущее
Применение датчиков pH воды выходит далеко за рамки этого. В концепции будущего интеллектуального сельского хозяйства они будут играть ещё более важную роль:
- Глубокая интеграция с системами фертигации: датчики pH будут сочетаться с датчиками EC (электропроводности) и различными ион-селективными электродами (например, для нитратов, калия) для формирования полной «системы диагностики питания» для внесения удобрений по требованию и точного орошения.
- Прогностическое управление на основе ИИ: анализируя исторические данные о pH, погодные данные и модели роста сельскохозяйственных культур с помощью алгоритмов ИИ, система может прогнозировать тенденции pH и вмешиваться проактивно, переходя от «контроля в реальном времени» к «прогностическому регулированию».
- Расширение на аквакультуру и мониторинг почвы: Эту же технологию можно применять для управления качеством воды в прудах аквакультуры и использовать в качестве зондов для локального мониторинга pH почвы, создавая тем самым комплексную сеть мониторинга окружающей среды в сельском хозяйстве.
Заключение:
Пример базы «Green Source» наглядно демонстрирует, что простой датчик pH воды — это связующее звено между управлением водными ресурсами и питанием сельскохозяйственных культур. Предоставляя непрерывные и точные данные, он продвигает традиционное «сельское хозяйство, основанное на опыте», к «интеллектуальному сельскому хозяйству на основе данных», предлагая надежную техническую поддержку для экономии воды, снижения расхода удобрений, повышения качества, эффективности и устойчивого развития сельского хозяйства.
Мы также можем предложить различные решения для
1. Портативный многопараметрический измеритель качества воды
2. Система плавучих буев для многопараметрического контроля качества воды
3. Автоматическая щетка для очистки многопараметрического датчика воды
4. Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для большего количества датчиков воды информация,
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 22 октября 2025 г.