手動灌溉是勞動密集型和重復性的，因此它是個應該自動化的溫室任務之一。盡管自動化灌溉很容易，但自動化系統(tǒng)并不一定節(jié)水。許多種植者使用計時器來控制灌溉，但計時器并未考慮由溫度、光線和濕度水平的自然波動引起的植物用水的日常變化。此外，植物用水量隨著植物的生長而增加。這使得難以使用計時器獲得有效灌溉。鑒于北美許多地區(qū)水資源日益緊張，溫室行業(yè)需要轉(zhuǎn)向更高效的灌溉系統(tǒng)。
土壤水分傳感器為根據(jù)植物需要自動化溫室灌溉提供了有希望的新機會。我們廣泛使用土壤水分傳感器探針，這些探針小到可以放入 4 英寸的盆中，并且發(fā)現(xiàn)這些探針可以準確測量無土基質(zhì)的體積含水量。我們已將 土壤水分傳感器 探針集成到自動灌溉系統(tǒng)中，從而可以根據(jù)植物的實際用水量灌溉植物。
傳感器確保植物永遠不會經(jīng)歷干旱壓力
使用土壤水分傳感器控制灌溉背后的基本思想很簡單：當植物使用水時，它們會從基質(zhì)中吸取水分，因此基質(zhì)的含水量會減少。土壤水分傳感器檢測到這些變化當基質(zhì)含水量低于用戶設定的設定值時，可用于打開灌溉閥。這導致頻繁使用少量水，灌溉頻率會根據(jù)底物水分消耗率自動調(diào)整。這種灌溉方法會自動替換植物使用的水或因蒸發(fā)而流失的水，并確保植物永遠不會受到干旱脅迫。通過使用植物實際需要的水量進行灌溉，可以大大減少用水量和浸出量。這可以限度地減少污染，而無需使用昂貴的循環(huán)灌溉系統(tǒng)或大型池塘來捕獲徑流。
它真的有效嗎？
為了測試這種灌溉方法并確定矮牽牛良好生長需要多少水，我們在底物水位為 5% 到 40% 的情況下種植它們。灌溉由基質(zhì)中的土壤水分傳感器探針控制，該探針與數(shù)據(jù)記錄器相連。在移栽幼苗后的前 9 天，所有基質(zhì)都保持充足的水，以使植物生長。之后，我們的灌溉系統(tǒng)將底物含水量(處理范圍為 5% 至 40%)保持 20 天，然后收獲植物。
我們的灌溉系統(tǒng)在整個研究中表現(xiàn)良好。一旦特定容器中的底物水分干燥到灌溉設定點，我們的自動灌溉系統(tǒng)就開始灌溉該托盤?；牡暮客ǔ１３致愿哂谠O定點。
較高的灌溉底物水設定點導致更頻繁的澆水。盡管灌溉量隨著底物水位的增加而增加，但在任何處理中都沒有浸出。在實驗的最后 20 天，即使是的植物也僅獲得了 650 毫升(約 21 液量盎司)的水。用水量的處理中的每日用水量范圍從僅 15 至 20 毫升/植物/天(剛好超過一湯匙！)當植物較小時到 45 毫升/植物/天(3 湯匙)結(jié)束時實驗。
實驗過程中基材的含水量。使用 土壤水分傳感器 探針控制灌溉，每當?shù)孜锖康陀诠喔仍O定點時，就會自動向底物中添加少量水。有八種不同的處理，設定點范圍從 5% 到 40%。
植物生長隨著底物含水量的增加而增加，但 25%、30%、35% 和 40% 的處理之間幾乎沒有差異。由于植物生長與植物接受的水量高度相關，基于基質(zhì)含水量控制灌溉可能是控制快速伸長植物生長的可行方法?；|(zhì)含水量(左)和總灌溉量(右)對矮牽牛干重的影響。通過控制基質(zhì)含水量來控制灌溉被證明是控制植物生長的有效方法。
種植者如何使用它？
幾個品牌的溫室控制系統(tǒng)可以測量 土壤水分傳感器 探針，并可用于基于這些測量值自動灌溉。種植者應該與他們的控制系統(tǒng)制造商聯(lián)系，看看它是否可以測量這些探針。對于喜歡獨立控制器的種植者，我們開發(fā)了一種控制器，當基質(zhì)水含量低于種植者確定的設定點時，該控制器可以灌溉植物。該控制器還允許種植者設置灌溉持續(xù)時間和后續(xù)灌溉之間的最短時間段。
尚未準備好將灌溉轉(zhuǎn)為土壤水分探頭的種植者可以通過使用 土壤水分傳感器 探頭和的手持式儀表或數(shù)據(jù)記錄器來獲取有關植物用水需求的寶貴信息。手持式儀表允許種植者將傳感器放置在他們的一些花盆中，并定期測量基質(zhì)的含水量。數(shù)據(jù)記錄器可以將數(shù)據(jù)無線發(fā)送到您的計算機，讓您可以通過圖形顯示實時監(jiān)測底物含水量的變化。使用這項技術將使種植者更好地了解植物需要多少水，并有助于做出更好的灌溉決策。
提高植物品質(zhì)
看來在不久的將來，種植者可能會使用傳感器自動灌溉，從而有效地給植物澆水并提高植物質(zhì)量。該技術目前可用，并且正在制定其使用指南。但是，接下來呢？未來，我們希望更好地了解用水量如何根據(jù)溫室中作物的位置(例如，靠近冷卻墊或風扇)、種植的植物數(shù)量和環(huán)境因素而變化。一個令人興奮的新進展是，較新的探針可以測量底物EC和水含量。這可能允許種植者同時控制灌溉和施肥。
