Hagnaður:
- Geta til að tengja hugtökin vatnsnotkun plantna (ET), rakaskynjara jarðvegs og vatnsjafnvægi við ákvarðanir um áveitu
- Geta til að framleiða drög að áveituáætlun og reikna út vatnsfjárhag út frá viðmiðunar-ET og uppskerustuðli með gervigreind
- Geta til að koma í veg fyrir vatns- og orkusóun með því að sannreyna AI áveituráðleggingar með skynjaragögnum, jarðvegsgerð og kerfisflæðishraða
Vatn er af skornum skammti og dýrasta aðföng í landbúnaði; Á mörgum svæðum er vatn eini þátturinn sem ræður framleiðni. En áveita er tvíeggjað sverð: of lítið vatn streitu á plöntuna og dregur úr uppskeru á meðan of mikið vatn kæfir ræturnar, skolar næringarefnum út, skapar söltun og ófrjósemi jarðvegs og sóar orku og peningum. Rétt vökva þýðir að vita hversu mikið vatn plöntan þarf í raun og veru og gefa henni nákvæmlega það. Þessi eining kennir vísindalegan grunn til að reikna út þessa þörf - vatnsjafnvægi og uppgufun - sýnir þér hvernig á að semja áveituáætlun með gervigreind og segir þér hvernig á að sannreyna það með skynjurum og raunveruleika á vettvangi.
Vatnsjafnvægi og útgufun
Hugsaðu um akur sem vatnsreikning. Inngangur: úrkoma og áveita. Framleiðsla: uppgufun (úr jarðvegi) og útblástur (frá plöntunni). Summa þessara tveggja úttaka er kölluð evapotranspiration (enska Evapotranspiration, ET); það er heildarvatnstap frá plöntu-jarðvegskerfinu til andrúmsloftsins. Ákvörðun um áveitu er einfaldlega þessi: hversu mikið vatn þarf að koma inn til að mæta útstreymi (ET).
ET er erfitt að mæla beint, svo það er áætlað í tveimur skrefum. Í fyrsta lagi er viðmiðunin ET (ET0) reiknuð: vatnið sem venjulegt grasflöt mun missa við veðurskilyrði þess dags (hitastig, raki, vindur, sól). Þetta er eingöngu veðurfarslegt. Síðan er þetta gildi margfaldað með ræktunarstuðlinum (Kc), sem endurspeglar vatnslyst vörunnar á því þroskastigi:
ETc = ET0 × Kc
ETc er raunveruleg dagleg vatnsþörf vörunnar (mm/dag). Kc er mismunandi frá gróðursetningu til uppskeru: lítið (0,3-0,5) á ungplöntustigi, hæst (1,0-1,2) í fullum þroska, minnkar aftur við þroska. Magn áveitu er reiknað með því að draga virka úrkomu frá ETc og taka tillit til skilvirkni kerfisins.
Ábending: Flestar veðurþjónustur og landbúnaðargáttir birta ET0 gögn ókeypis. Þú getur látið gervigreindina segja "reiknaðu ETc með þessum ET0 og Kc", en staðfestu Kc gildið frá staðbundnum uppruna eftir vöru og fasa; rangt Kc færir allt vatnsfjárhagsáætlunina.
Jarðvegsraka og skynjarar
ET útreikningur er fræðileg hlið vatnsfjáráætlunarinnar; Jarðvegsrakaskynjarinn mælir sannleikann. Þessir skynjarar lesa stöðugt raka jarðvegsins á ákveðnu dýpi og þjóna til að fylgjast með tveimur mikilvægum þröskuldum: akurgetu (mest vatn sem jarðvegurinn þolir) og visnunarpunkt (neðri mörk þar sem plöntan getur ekki lengur tekið upp vatn). Tilvalin áveita heldur raka í "gleypanlegu vatni" bandinu á milli þessara tveggja. Skynjaragögnin og ET útreikningurinn staðfesta hvort annað: ET segir „hversu mikið verður að fara“, skynjarinn segir „hvað er í raun eftir“. Þegar þetta tvennt stangast á er vettvangsstýring nauðsynleg (kvörðun skynjara gæti verið slökkt).
Áveitukerfi og uppskera
Sömu vatnsþörf er mætt með mismunandi skilvirkni með mismunandi kerfum. Dreypiáveita skilar vatni beint á rótarsvæðið, skilvirkni þess er mikil (85-95%); sprinkler miðill (70-85%); Flóðáveita er lítil (40-60%) og hætt við söltun. Ekki er hægt að reikna út lengdina án þess að vita um rennsli kerfisins (vatn afhent á klukkustund) og skilvirkni. Þegar þú reiknar út tíma með gervigreind, vertu viss um að veita kerfisflæði og skilvirkni sem inntak; annars er útkoman tilgangslaus.
Þrjú Mini Cases: By the Numbers
Mál 1 - Sparnaður með vatnskostnaði. Tómatframleiðandi var að vökva á dagatali (fastur tími á 2ja daga fresti). Þegar skipt var yfir í ET-undirstaða forritið kom í ljós að ETc minnkaði á köldum og rökum dögum; Áveitum fækkaði um 22% yfir vertíðina en uppskeran breyttist ekki. Ávinningurinn var bæði vatn og dæluorka.
Tilfelli 2 - Kc villa. Fyrir kornakur notaði gervigreind Kc = 1,2 allt tímabilið og mælti með 3 sinnum meira vatni á ungplöntutímabilinu. Verkfræðingurinn vissi að Kc ætti að vera 0,4 á ungplöntustigi; Of mikið vatn myndi skapa rótarköfnun og köfnunarefnisskolun. Þegar ég leiðrétti Kc eftir sviðinu varð prógrammið raunhæft.
Tilfelli 3 - Skynjar-ET átök. Þó að ET útreikningurinn sagði að „jarðvegurinn hlýtur að hafa þornað“ sýndi skynjarinn enn mikinn raka. Við fórum á síðuna: ógegndræpa lagið í neðra laginu hélt vatni, það var frárennslisvandamál. Samkvæmt ET, ef það væri vökvað, myndi vatnið safnast saman og rót rotna; skynjari og raunveruleiki á sviði kom í veg fyrir villuna.
Veik kvaðning / sterk kvaðning
Veik kvaðning:
Hversu oft ætti ég að vökva þennan reit?
Öflug tilvitnun:
Þitt hlutverk: Landbúnaðarverkfræðingur í áveitu. Reiknaðu út áveituáætlun DRAG.Inntak:- Vara: [uppskera], þróunarstig: [stig], Kc (frá staðbundinni heimild): [gildi]- Síðustu 7 dagar ET0 (mm/dag): [fylki], virk úrkoma (mm): [fylki]- Jarðvegsgerð: [sandur/leður/leir], kerfi: [drip], rennsli: 5Tc/hour, skilvirkni: 5Tcr, virkni: 5Tc = ET0 × Reiknaðu Kc, með töflusýningu.- Finndu 7 daga nettóvatnsþörf (ETc - úrkoma) og brúttóvatn með kerfisnýtni.- Dragðu frá vökvunartíma miðað við rennslishraða.- Athugaðu að það verður að SANNAÐA með gögnum um rakastig jarðvegs.- Sýndu hvert skref útreikningsins; Merktu við hvar þú gerir forsendu.
Öflug hvetja skýrir öll inntak, formúlu, leiðréttingu á ávöxtun og sannprófun skynjara; Það kemur í veg fyrir að gervigreind gefi duldar forsendur.
Fjögur afritanleg sniðmát
1) ETc reikningur:
Reiknaðu og bættu við daglegu ETc með eftirfarandi ET0 röð og Kc gildi. Sýndu hvert skref. Skrifaðu að ég þurfi að staðfesta hvort Kc sé rétt fyrir vöruna/fasann. ET0: [...], Kc: [...]
2) Nettó og brúttó vatnsþörf:
Dragðu virka úrkomu (nettóþörf) frá 7 daga ETc samtals. Finndu brúttóvatnið með því að deila kerfisnýtni% með [..]. Gefðu niðurstöðuna í mm og m3/da; Sýna umreikning eininga.
3) Sensor-ET samanburður:
Samkvæmt ET útreikningi, hversu mikið er gert ráð fyrir að jarðvegsraki minnki? Berðu þetta saman við skynjaralestur sem ég gaf þér. Ef munurinn er mikill, skráðu mögulegar orsakir (rennsli, kvörðun, leki, úrkoma). Ákvarðanataka; gátlisti birtist.
4) Þurrkar/takmarkað vatnssvið:
Ef vatn er takmarkað (tiltækt: [m3]), tilgreinið hvaða þroskastig þessarar ræktunar er viðkvæmast fyrir vatni og leggið til útlínur sem forgangsraða vatni á því mikilvæga stigi. Taktu með ávöxtunaráhættu.
Kerfi
Dæmigert ávöxtun
viðeigandi aðstæður
Áhætta
falla
85-95%
Röð uppskera, takmarkað vatn
stífla, fjárfesting
sprinkler
70-85%
korn, fóðurplanta
Vindtap, rakasjúkdómur
kjöl
40-60%
Nóg af vatni, flatt land
söltun, þvott
Frjóvgun
85-95%
Áburður + vatn saman
Nákvæmni skammta/kvörðunar
Algeng mistök
- Vökva eftir dagatali. Fast dagsbil hunsar veður; Það gefur meira vatn á köldum dögum og minna vatn á heitum dögum.
- Notaðu fasta Kc. Kc er mismunandi eftir þroskastigi; Eina gildið er að gera stór mistök við ungplöntur eða þroska.
- Framhjá skilvirkni kerfisins. Ef þú breytir ekki nettóþörfinni í brúttó mun minna vatn í raun ná rótarsvæðinu.
- Blint traust á ET. Frárennsli, leki og kvörðun skekkir ET útreikninginn; Krossskoðun með skynjara og sviði er nauðsynleg.
- Að hugsa um að umfram vatn sé öruggt. Of mikið vatn veldur rótarköfnun, söltun, útskolun næringarefna og orkusóun.
Athygli: Ákvörðun um áveitu snýst ekki bara um uppskeru, hún snýst um langtímaheilbrigði jarðvegsins og sjálfbærni vatnsveitunnar. Yfirdráttur dregur úr grunnvatni; Of mikil vökva gerir jarðveginn hrjóstrugan. AI reiknar út fjárhag vatnsins, en sjálfbærnidómur er undir verkfræðingnum komið.
Í stuttu máli
Vísindin um áveitu eru vatnsjafnvægi: hversu mikið vatn þarf að fara inn til að mæta útstreymi (evapotranspiration). Formúlan ETc = ET0 × Kc gefur upp raunverulega þörf vörunnar; Skilvirkni kerfisins ákvarðar brúttóvatn, skynjaragögn ákvarða raunveruleikann. Gervigreind leggur fljótt drög að þessum útreikningi, en það er nauðsynlegt að staðfesta Kc á staðnum, slá inn skilvirkni kerfisins og athuga niðurstöðuna með skynjaranum/reitnum. Bæði of lítið og of mikið vatn er skaðlegt; Rétt áveita er nákvæmlega það vatnsmagn sem þarf og endanleg ákvörðun er tekin af sjálfbærnidómi verkfræðingsins.
Umsóknarverkefni
Veldu vöru- og þróunarstig; Finndu Kc gildi með 7 daga ET0 og úrkomugögnum (raunveruleg eða dæmigerð). Búðu til vikulegt vatnsáætlun fyrir gervigreind með sniðmátunum „ETc útreikningur“ og „nettó og brúttóvatnsþörf“ í þessari einingu. Endurtaktu síðan sama útreikning, gefur vísvitandi Kc rangt (úr fasa), og berðu saman niðurstöðurnar tvær: hversu mikið breytti rangt Kc vatnsþörfinni? Skrifaðu hvernig þú myndir setja upp staðfestingarskrefið með skynjaranum.
gátlisti
- [ ] Ég reiknaði ETc með ET0 × Kc og staðfesti Kc eftir vöru/fasa.
- [ ] Ég flutti frá nettóþörf yfir í brúttóvatn með skilvirkni kerfisins; Ég athugaði einingarnar.
- [ ] Ég reiknaði út áveitutímann í samræmi við rennslishraða kerfisins.
- [ ] Ég krossskoðaði ET útreikninginn með jarðvegsrakaskynjaranum og túninu.
- [ ] Ég lagði mat á hættuna á umframvatni og sjálfbærni og lét verkfræðinginn lokaákvörðunina.