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淺析現代化農業大棚生態環境自動化調控系統

文檔作者：沈吉文1 劉建亞2 文檔來源： 1.商洛學院 2.商洛市煙草公司		點擊數：	更新時間： 2025年10月02日
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學術論壇數字技術
與應用
250
扦插育苗是指從植物母體上切取莖、根或頁的一部分,于適宜
的環境條件下,培育成新植株的育苗方法。扦插育苗能較為完整的
保持母株的優良基因,是育苗中常用的方法。然而,扦插育苗存在對
生態環境參數要求高的特點,而大棚手動扦插需要嚴格的人工管
理,否則容易造成育苗的失敗。應用生態環境自動化調控系統能很
好的解決該問題,自動化調控系統能及時的對環境參數進行調整,
如溫度、濕度、光照量及土壤營養等,以保證幼苗按設定的參數正常
的生長繁殖。
1 數據處理與報警系統
計算機處理系統直接與測量設備、控制設施及報警系統相連,
同時要進行數據的輸出與存儲,有時還需要進行遠程聯機通訊。計
算機是整個大棚生態環境的控制的核心,其主要實現的功能有定時
參數巡回檢測、數據處理、現場機構手動/自動控制等,同與遠程計
算數據庫的連接還可實現遠程參數動態監測和控制,進行歷史資料
和技術資料的查詢與咨詢。對于扦插育苗而言,其要求一個相對高
的溫度和高濕度的環境,以保證插穗的生根和成活。然而霉菌的生
長環境正是此種環境,如霉菌大量的滋生,會直接影響扦插苗的成
活,尤其在夏季高溫,高強度光照的情況下,大棚很容易出現溫度和
濕度過高的現象。所以自動化系統需要根據溫度和濕度傳感器的數
據,及時報警并采取降溫或通風處理。
2 氣候因子調控系統
2.1 光照環境自動化調控
光是植物進行光合作用,新陳代謝的必要條件,是設施農業生
產中首先要解決的問題。目前,光照的控制包括遮光和補光兩個方
面。在遮光方面,主要通過控制膜的開關來調節光照量,以分布于大
棚外圍的光照強度傳感器采集的數據進行分析,計算機處理中心每
隔一段時間測定光照強度,將測定值與預設值對比,來輸出開、關膜
或簾幕的指令。對于陰天、雨天等光強度不強天氣需要進行大棚的
補光,此時,同樣通過光強度傳感器采集數據,計算機輸出相應的指
令,如開燈、關燈、光照時間及強度等,來控制大棚內分布的光源設
備。補光所用光源包括白熾燈、熒光燈、水銀燈、鹵化金屬及鈉蒸氣
燈。
2.2 溫濕環境自動化調控
大棚中的溫度包括兩個:大棚內環境氣溫和地溫,較高的溫度
有利于增強插條吸水率,提高葉面膨脹壓,促使養分想插條基部集
中,促進愈傷組織和根系的生成。此部分的控制通過溫度傳感器,主
要為接觸型傳感器,如熱敏電阻、溫差電偶和電阻溫度計等。計算機
控制系統與供熱設備連接,當棚內溫度下降時,經由計算機輸出供
熱指令控溫,而溫度超過設定值時則需要及時的打開通風設備通風
降溫,也可視情況通過控制光照亮來降溫。對于濕度的控制,由濕度
傳感器采集數據,調節設施主要由通風和水噴霧設備組成,通風設
備可以及時的降低棚內濕度,而噴霧設備可隨時的增加棚內濕度。
2.3 土壤環境自動化調控
土壤環境自動化控制主要針對無土栽培方式,國內采用的是
A-B箱式營養液調控系統或具有閉環控制功能的調控系統。不論采
用何種形式的調控系統,需要調節的營養因素都較多,包括氮、磷、
鉀、微量元素、pH、液位、溫度等,配備設備有各營養素的傳感器、相
應營養因子的營養液罐、灌溉泵及計算機控制系統,以實時的監測
土壤中營養物質的變化及時的補充缺乏的營養物質。由于土壤環境
需要控制的因素眾多,同時要實時的監測,考慮到成本問題,故在實
際生產上很少利用。
2.4 氣體環境自動化調控
氣體環境的控制主要針對O2和CO2。植物發育的各個時期都需
要進行有氧呼吸,為生命體提供活動的能量,而氧氣正是不可缺的
氣體之一。同時,扦插苗的生長需要有充足的有機物質保證幼苗不
斷生長,而有機物的來源則是二氧化碳。在大棚密閉的體系中,二氧
化碳的消耗很快,需要系統實時測定空氣中二氧化碳的含量,當系
統中的傳感器檢測溫室空氣環境中二氧化碳濃度與設定值不相符
時,控制裝置自動打開二氧化碳發生器輸氣電磁閥,將高濃度的二
氧化碳氣體噴射到溫室空氣中,與此同時啟動吹風設備將空氣攪動
達到均勻分布的目的。
3 結語
隨著計算機技術的日新月異,在農業中應用計算機自動化調控
系統是現代農業的大趨勢,扦插育苗對生態環境的要求較高,而精
確的自動化控制系統,恰好能滿足育苗的條件要求。但是由于自動
化系統對設備、技術、資金等的要求較高,所以要真正實現生態環境
自動化系統大規模的應用于生產,仍舊要走很長的一段探索和實踐
之路。
參考文獻
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淺析現代化農業大棚生態環境自動化調控系統
沈吉文1 劉建亞2
(1.商洛學院 陜西商洛 726400; 2.商洛市煙草公司 陜西商洛 726004)
摘要:現代溫室的應用,不但提高了園、林和農作物的生長速度和存活率,也實現了反季節栽培和品種改良。由于扦插育苗具有方便、低成本、
成苗快的特點,成為廣泛應用的育苗手段。但扦插育苗有對環境要求高的特點,而應用生態環境自動化調控系統能有效的解決該問題,本文論述了自
動化調控系統:數據處理與報警系統和氣候因子調控系統兩個大方面,為生態環境自動化調控系統的發展提供一點參考。
關鍵詞:扦插育苗 生態環境 自動化調控 系統
中圖分類號:TP29 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)03-0250-01
作者簡介:沈吉文(1981年3月-)男,鎮安,在職研究生,工程師,研究方向:自動控制.

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