傳感器在設施農業中的應用

我國雖然是農業大國，但要解決十二億人口的吃飯問題還是個值得重視的問題。這個問題的 解決關鍵在于提高農業生產效益和增強抗災能力。隨著科學技術的不斷發展，當前設施農業 (又稱工廠化農業)已成為解決上述關鍵問題的一種農業新興產業。設施農業是借助溫室及其 配套裝置來調節和控制作物生產環境條件的新農業生產方式，是農業擺脫自然制約的有效手 段，是對常規農業的革命性發展，是高產、高效、優質和技術密集型的農業。近年來，國外 如以色列、荷蘭等國在設施農業中研究和生產方面已達到很高水平。我國近年來，塑料大棚和日光溫室為主體的設施農業正迅速發展，但與國外相比，普遍存在科技 含量低、勞動強度大、生產水平和效益低下。因此，迫切需要技術改進，以提高我國設施農業的整體水平。

　　要實現高水平的設施農業，涉及到關鍵技術中信息獲取手段是最重要的關鍵技術之一。因此 ，開發性能價格比高的設施農業用傳感器是當務之急。作為傳感器技術新世紀的發展方向， 本人認為把重視傳感器在設施農業中的應用是勢在必行的，這也是促進傳感器產業化的重途徑之一。

　　設施農業用傳感器的品種較多，按其檢測參數分數，主要有以下幾種：

　　(1)溫度和濕度：作物的生長與溫度和濕度有密切關系，塑料大棚的控制參數中，溫度與濕 度檢測、控制是主要參數之一。

　　(2)土壤干燥度：作物生長需要水份，在設施農業中如何灌水，做到既不影響作物生長又不 浪費水資源是至關重要的問題。土壤干燥度的檢測，需要用干燥度傳感器。目前較廣泛采用 的干燥度傳感器是由負壓傳感器與陶瓷過濾管組成的。

　　(3)CO2：農作物生長發育離不開光合作用，而光合作用又與CO2有關，所以控制CO2的 濃度，有利于作物的生長發育。

　　(4)光照度：設施農業中，采用栽培管理自動化系統其光源完全為人工光，而不用太陽光， 采用光傳感器來檢測和控制光照強度，使作物可以得到均勻一致的光照。

　　(5)土壤養分：土壤養分依賴于施肥，合理施肥不僅可以提高作物產量，而且可以避免過施 肥而造成不必要的損失。土壤養分的測定包括土壤有機質、pH值、氮、磷、鉀以及交換性鈣 和鎂的檢測。土壤養分測定，廣泛采用離子、生物傳感器。

　　由于設施農業用傳感器是在系統中發揮作用，因此傳感器的性能必須符合以下要求：

　　(1)長期穩定性好　農業設施用傳感器的使用環境比工業更惡劣，如高溫、高濕。因此傳感 器長期穩定性要更高，需要解決涉及傳感器穩定性的關鍵技術包括材料、工藝等。

　　(2)能適應系統要求　設施農業的實質是實現人為調節和控制作物生長環境條件，是通過一 個閉環系統來實現的。因此傳感器的性能都應該與控制系統相適應。尤其是傳感器的長距離 布點、傳感器靈敏度的一致性、傳感器的響應時間等，這樣才能使系統真正做到快速反應和 調控環境的高效工作。

　　(3)優良的性能價格比　由于用量較大，因此必須要求其價格較低廉，否則難于推廣。

　　由于我國農業現代化水平較低，設施農業剛起步，因此為了設施農業的發展，必須從傳感器 生產過程中挖潛，盡量降低成本，以滿足性價比要求。

　　這個新的應用領域開發的策略，本人認為應該是在充分調動傳感器生產企業的積極性的同時，又要防止一哄而上，低水平的重復。因此，電子敏感行業協會，應該有一個統一的規劃，進行宏觀調控，使設施農業用的傳感器開發循序漸進，有條不紊地持續發展。