2020年是英國肯特郡NIAB EMR節(jié)水技術(shù)中心(WET)草莓產(chǎn)量創(chuàng)紀(jì)錄的一年。
WET中心是一個(gè)多學(xué)科的研究和示范設(shè)施，將漿果行業(yè)的創(chuàng)新種植技術(shù)和智能灌溉系統(tǒng)組合，展示了提高用水效率和當(dāng)?shù)厮踩?、降低成本并?shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)量和投資回報(bào)的最新解決方案。
自2017年WET中心成立以來，Delta-T一直是WET中心的行業(yè)合作伙伴，并為其研究項(xiàng)目和在售灌溉系統(tǒng)提供傳感器和數(shù)據(jù)采集器。
越來越令人印象深刻的成果
WET中心開發(fā)的不斷發(fā)展的灌溉技術(shù)顯示出越來越令人印象深刻的成果。2020年，一級(jí)草莓的產(chǎn)量達(dá)到了72噸/公頃（與上一年相比顯著增加）。而2011年至2013年的行業(yè)平均可銷售草莓產(chǎn)量為45噸/公頃。
WET中心的智能灌溉系統(tǒng)去年也大幅提高了用水效率，生產(chǎn)一噸水果所需的水量為37.5至44立方米。相比之下，2011年至2013年期間的行業(yè)平均則需要49至108立方米的水。這些數(shù)據(jù)清楚地顯示了新技術(shù)為這些關(guān)鍵指標(biāo)帶來的改進(jìn)。
獲得這些令人印象深刻的成果所使用的尖端技術(shù)圍繞著由Mark Else博士領(lǐng)導(dǎo)的NIAB EMR團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的重要研究——使用多種Delta-T儀器，包括QS5 PAR量子傳感器、SM150T和ML3 ThetaProbe土壤水分傳感器、GP1數(shù)據(jù)采集器以及GP2高級(jí)數(shù)據(jù)采集和控制器。
該團(tuán)隊(duì)在小型塑料大棚中進(jìn)行了初步研究，調(diào)節(jié)生長環(huán)境以獲得更好的水果質(zhì)量/產(chǎn)量和更少的水資源消耗。不過，WET中心為研究人員提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來證明他們的技術(shù)在“實(shí)際應(yīng)用”環(huán)境中同樣有效，即具有桌面配置的典型大型專業(yè)農(nóng)場(chǎng)塑料大棚條件。
自動(dòng)灌溉控制的優(yōu)勢(shì)
NIAB EMR團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)是使用自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)，盡可能減少人工干預(yù)?？删幊蘂P2數(shù)據(jù)采集器允許NIAB EMR團(tuán)隊(duì)為不同的實(shí)驗(yàn)灌溉制度設(shè)置不同的控制算法，然后測(cè)量和比較每種方法的結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)使他們能夠準(zhǔn)確確定關(guān)鍵的植物脅迫點(diǎn)，并確定草莓植物整個(gè)生長期中培養(yǎng)基質(zhì)的最佳水分含量。
智能灌溉技術(shù)的使用還使團(tuán)隊(duì)能夠確定達(dá)到理想草莓品質(zhì)和產(chǎn)量所需的最低水量。鑒于水資源日益稀缺，這種最大限度地減少浪費(fèi)非常重要，而且集約化園藝種植系統(tǒng)可能會(huì)越來越多地基于城市地區(qū)建設(shè)，在那里水資源往往更為珍貴。
實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)
WET中心使用的灌溉技術(shù)也被越來越多的大型專業(yè)種植者采用。2018年在這個(gè)英國站點(diǎn)進(jìn)行的研究清楚地表明，使用由NIAB EMR研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的基于Delta-T（SM150T傳感器和GP2數(shù)據(jù)采集器）和Netafim UK精密灌溉系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。
相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明（如下所示），與傳統(tǒng)的最佳人工手動(dòng)方法相比，使用自動(dòng)灌溉系統(tǒng)（由SM150T數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）控制基質(zhì)的水分存在差異。自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格控制且高度一致的“鋸齒”圖案（紅線）——與最佳人工手動(dòng)控制相比，產(chǎn)量提高了7%。手動(dòng)方法也有明顯更多的基材太濕或太干的情況發(fā)生（藍(lán)線）。
VPD和基質(zhì)包裝袋顏色的影響
WET中心團(tuán)隊(duì)還使用Delta-T SM150T土壤濕度和溫度傳感器以及RHT2相對(duì)濕度和空氣溫度傳感器對(duì)植物用水和蒸汽壓差(VPD)之間的相關(guān)性進(jìn)行了研究。
這項(xiàng)研究的成果令人著迷——表明即使是椰殼纖維種植袋的顏色也會(huì)對(duì)作物生長產(chǎn)生重大影響。發(fā)現(xiàn)黑色種植袋吸收了更多的太陽輻射產(chǎn)生了更溫暖的根區(qū)（尤其是在生長季節(jié)的早期），而白色種植袋將更多光線反射到生長作物的冠層中（參見下圖了解對(duì)基質(zhì)溫度的影響）。因此，植物生長與結(jié)果的時(shí)間可以通過選擇種植袋顏色這樣簡單的方法來控制。
PAR和植物氣候的研究
WET中心的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)集中在塑料大棚內(nèi)PAR（光合有效輻射）水平的影響——使用Delta-T QS5 PAR傳感器測(cè)量。PAR對(duì)應(yīng)于植物生長和光合作用所需的輻射光譜范圍，2020年的水平遠(yuǎn)高于10年的平均值。
他們的研究表明，單板、框架，特別是塑料大棚結(jié)構(gòu)內(nèi)的行位置會(huì)影響植物的光照，從而影響植物的生長和1類果的產(chǎn)量。
為了探索這種現(xiàn)象的影響，該團(tuán)隊(duì)使用GP2數(shù)據(jù)采集和控制器（連接到QS5 PAR傳感器）根據(jù)預(yù)設(shè)閾值要求自動(dòng)打開和關(guān)閉塑料大棚頂部的通風(fēng)口。該系統(tǒng)旨在優(yōu)化太陽經(jīng)過頭頂時(shí)的植物氣候（示例數(shù)據(jù)如下）。
來自PAR研究的數(shù)據(jù)能夠微調(diào)WET中心的精確灌溉系統(tǒng)——能夠根據(jù)PAR和VPD相關(guān)的植物氣候變化進(jìn)行額外灌溉，有助于提供最佳的長期生長條件。
因此，這些系統(tǒng)能夠利用2020年異常晴朗的天氣將產(chǎn)量最大化，達(dá)到原本無法實(shí)現(xiàn)的水平。
遠(yuǎn)程查看WET中心數(shù)據(jù)
WET中心的上述所有研究都受益于團(tuán)隊(duì)對(duì)實(shí)時(shí)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程智能手機(jī)訪問。這是通過使用Delta-T的DeltaLINK-Cloud在線數(shù)據(jù)查看平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。
下面顯示了一個(gè)典型的WET傳感器儀表板——提供有關(guān)水分含量、孔隙EC、VPD、PAR、通風(fēng)口狀態(tài)和收集的雨水信息的實(shí)時(shí)信息。
有關(guān)WET中心及其精確灌溉系統(tǒng)的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問：https://www.thewetcentre.com/
WET中心由NIAB EMR與許多商業(yè)合作伙伴合作開發(fā)，包括AHDB、Berry Gardens Growers、Delta-T Devices、Cocogreen（英國）、Netafim UK、New Leaf Irrigation 和Stoller Europe Ltd，進(jìn)一步的支持來自HL Hutchinson's、Meiosis、South East Water、肯特郡議會(huì)和LEAF。
上海澤泉科技股份有限公司作為英國Delta-T的長期合作伙伴，為中國的農(nóng)業(yè)生態(tài)科學(xué)工作者提供先進(jìn)的研究設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)服務(wù)。