Decagon Devices Inc.

Автоматизация системы полива для теплиц с помощью датчиков влажности почвы

Полив растений в теплицах нужно проводить регулярно. Делать это вручную — довольно тяжело и трудозатратно, а значит процесс полива необходимо автоматизировать. Как правило, это несложно, но неэффективно с точки зрения расхода ценного и ограниченного ресурса —  воды.

Часто для управления автоматическими системами полива используют таймеры, которые, однако, не учитывают ежедневные изменения уровня потребления воды растениями, связанные с их ростом и изменениями температуры, освещенности или влажности окружающей среды.

Эту проблему можно решить с помощью датчиков объемной влажности почвы. Например, датчики влажности почвы Decagon EC-5 достаточно компактны (длина менее 9 см) и способны измерять объемную влажность гидропонных субстратов. С их помощью автоматизированная система полива может работать учитывая реальное потребление воды растениями. Механизм работы такой системы выглядит примерно так: когда растения начинают потреблять воду из субстрата, датчики влажности фиксируют снижение его влажности и, на основе поступающих от датчиков данных, автоматика, управляющая поливом, повышает подачу воды в оросители. Применение такой системы во-первых, снижает расход воды, а во-вторых, для растений всегда доступен оптимальный объем влаги и нет опасности выщелачивания. При этом не требуется дорогостоящая замкнутая система полива или большой водоем.

Как система работает на практике?

Для практического подтверждения был построен прототип автоматизированной системы полива петуний (Petunia nyctaginiflora) на основе датчиков влажности почвы Decagon EC-5 и регистратора данных.

После высаживания рассады, субстрат был обильно увлажнен, после чего система была настроена на поддержание влажности субстрата в лотках с петуниями на уровне от 5 до 40% в течение 20 дней.

По итогам эксперимента прототип продемонстрировал работоспособность системы: например, как только субстрат в одном из контейнеров начинал подсыхать, автоматика начинала орошение именно этого контейнера.

Несмотря на то, что, в целом, влажность поддерживалась на уровне чуть выше заданной и объем орошения был достаточно высоким, вымывания субстрата не происходило — даже самое крупное растение получило всего 650 мл. воды в течение последних 20 дней эксперимента. Средний расход воды на 1 растение — от 20 мл. (чуть больше столовой ложки) до 45 мл. воды в день.

К тому же, т.к., рост растений сильно коррелирует с объемом получаемой ими воды, управление объемом полива на основе данных о влажности субстрата вполне может позволить управлять размерами сильно разрастающихся растений.

Автоматизированная система полива петуний

В ходе эксперимента влажность субстрата поддерживалась на заданном уровне автоматически, на основании данных, поступающих от датчиков влажности почвы

Как автоматизированную систему могут использовать сельхозпроизводители?

Разумеется, датчики влажности почвы — это только часть автоматизированной системы. Также необходим контроллер, который будет получать информацию с датчиков и управлять подачей воды в оросители. Такие контроллеры, например, разрабатывает компания Brower Electronics Laboratories (Питтсборо, штат Северная Каролина, США).

Однако, в некоторых случаях, вполне достаточно датчиков влажности и регистратора данных Decagon: с помощью портативного регистратора можно легко собирать данные с установленных в поле датчиков и передавать их в компьютер для ведения наблюдений и анализа полученных данных.

Компания Decagon Devices непрерывно работает над разработкой новых приборов. Вполне вероятно, что скоро пользователи получат в свое распоряжение датчики, которые дадут возможность понять, как различается потребление влаги растениями, расположенными на разном расстоянии от охлаждающих или вентилирующих устройств.

Также остается популярным датчик Decagon 5ТЕ, позволяющий автоматически управлять орошением и удобрением одновременно.