传感器技术用于北京灌溉节水基地的监测研究应用中

在文中介绍的北京这座试验基地的草坪草试验田,工作人员正拿着探筒插入土壤中,检测相应的土壤含水率,数据通过蓝牙传感器显示在手机上。据悉,安装的土壤湿度传感器一共要监测十几层的数据。

  目前,在北京通州区东南部一片70亩的试验基地里,一支十几人的技术团队扎根多年。什么才是最适宜的土壤含水率?采用怎样的灌溉方式才能既节水还能让蔬菜瓜果长势好、产量多?从一批秧苗栽种下地到日复一日地观察测试,从大水漫灌到科学灌溉,为了某种农作物的某一项数据,北京市水科院的研究团队工作人员甚至要做上万次的监测取数。

传感器技术用于北京灌溉节水基地的监测研究应用中

北京市水科院永乐店试验基地,资料图

  在北京市水科院永乐店试验基地,进入灌浆期的小麦、绿油油的草坪草,8个大棚里种植着各种蔬菜瓜果……踏进试验基地,仿佛走进了一片农田。别看每种果蔬作物总量不多,类型却几乎涵盖了百姓餐桌上的品种。东侧大棚里,一个个小西瓜长势正欢;西头的棚中,挂在藤上的西红柿透着鲜艳。据市水科院副总工程师杨胜利介绍,近年来,这片70亩的试验基地先后种下过几十种农作物。像常见的小麦、茄子、豆角、黄瓜、西红柿、苹果、葡萄、草莓等,都是试验田里的“老客户”。

  大棚边上就是草坪草试验田,工作人员正拿着探筒插入土壤中,每下沉10厘米测一次,相应的土壤含水率就通过蓝牙传感器显示在手机上。据介绍,土壤湿度传感器一共要监测12层的数据,过去农作物的灌溉只给出频次,而现在是要科学地给出土壤含水率达到多少时应该浇水、浇多少。

安装的土壤湿度传感器一共要监测十几层的数据

土壤含水率监测数据收集,资料图

  在水循环测试区,地面被划分为24个独立的土坑,里面栽种了同样一批小麦。据介绍,测坑里的土是技术人员北起密云、南至大兴,按照不同的地貌取样再加填的,包括山前冲积扇、平原、山区等,包含了全市的所有土壤结构。种植同一种农作物,在不同土壤结构下所需的水量也不同。而测坑群的目的,就是要找出不同地质地形下灌溉的最佳状态。

  从测坑旁地面的入口拾级而下,就进入了地下监测室。这里共安装有24套监测设备,好像做心电图一样,监测传感器分别贴在测坑中的泥土里,其数据能够反映不同土壤中的水分移动情况。据悉,这样的监测已经持续了近10年时间,正是根据该监测结果,才能针对平原、山丘等不同地形提出不同的农业灌溉用水定额。

蒸渗系统的称重系统由称重传感器组成

蒸渗仪,资料图

  试验基地里,还藏着不少普通人没见过的设施设备。在小黄瓜种植大棚里,中间的两排植株被安置在一个两米见方的平台上,这实际上是一台称重式蒸渗仪,就像一个大的秤台,随着水分的多少,秤台会产生上下移动,以此计算出植株的需水量,可精准到0.01毫米的高度变化。

  据了解,田间蒸渗仪系统可以较好地代表大田的情形,为农用水分过程研究提供了一种更系统更综合的测量工具。在无人值守的情况下,可以连续测定土体内土壤水分的变化情况。其中,蒸渗系统的称重系统由三个高精度称重传感器的读数平均得到,不仅提高了精度,还可避免风对测量结果的影响。

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