Табыстар:
- Өсімдік суын тұтыну (ET), топырақ ылғалдылығы сенсоры және су балансы ұғымдарын суару шешімдерімен байланыстыра білу.
- Суару бағдарламасының жобасын жасау және ЭТ анықтамалық су бюджетін және АИ көмегімен өсімдік коэффициентін есептеу мүмкіндігі
- Сенсор деректерімен, топырақ түрімен және жүйе ағынының жылдамдығымен AI суару бойынша ұсыныстарды тексеру арқылы су мен энергияның ысыраптарының алдын алу мүмкіндігі
Су – ауыл шаруашылығындағы ең тапшы және ең қымбат өнім; Көптеген аймақтарда су өнімділікті анықтайтын бірден-бір фактор болып табылады. Бірақ суару – екі жүзді қылыш: тым аз су өсімдікке күш түсіріп, өнімді азайтады, ал тым көп су тамырды тұншықтырып, қоректік заттарды шайып тастайды, топырақтың сортаңдануы мен құнарлылығын тудырады, энергия мен ақшаны босқа жұмсайды. Дұрыс суару - бұл өсімдікке қаншалықты су қажет екенін білу және оны дәл беру. Бұл бөлім осы қажеттілікті есептеудің ғылыми негіздерін үйретеді — су балансы және булану — АИ көмегімен суару кестесін құру жолын көрсетеді және оны сенсорлар мен далалық шындық арқылы қалай тексеру керектігін айтады.
Су балансы және булану
Өрісті су есебі ретінде елестетіңіз. Кіріспе: жауын-шашын және суару. Шығару: булану (топырақтан) және транспирация (өсімдіктен). Осы екі шығыстың қосындысы булану деп аталады (ағылш. Evapotranspiration, ET); яғни өсімдік-топырақ жүйесінен атмосфераға судың жалпы шығыны. Суару туралы шешім мынада: ағынды (ET) қанағаттандыру үшін қанша су кіруі керек.
ET тікелей өлшеу қиын, сондықтан ол екі қадаммен бағаланады. Біріншіден, эталондық ET (ET0) есептеледі: стандартты шөп беті сол күнгі ауа райы жағдайында (температура, ылғалдылық, жел, күн) жоғалтатын су. Бұл таза метеорологиялық. Содан кейін бұл мән егін коэффициентіне (Кc) көбейтіледі, ол сол өнімнің сол даму сатысындағы суға тәбетін көрсетеді:
ETc = ET0 × Kc
ETc – өнімнің нақты тәуліктік су қажеттілігі (мм/тәу). Кк отырғызудан егінге дейін өзгереді: аз (0,3-0,5) көшет кезеңінде, ең жоғары (1,0-1,2) толық жетілгенде, пісіп-жетілген кезде қайтадан төмендейді. Суару мөлшері ETc-тен тиімді жауын-шашынды алып тастау және жүйенің тиімділігін ескере отырып есептеледі.
Кеңес: Көптеген ауа райы қызметтері мен ауылшаруашылық порталдары ET0 деректерін тегін жариялайды. AI «осы ET0 және Kc арқылы ETc есептеңіз» деп айтуына болады, бірақ өнім және фаза бойынша жергілікті көзден Kc мәнін тексеріңіз; false Kc бүкіл су бюджетін ауыстырады.
Топырақ ылғалдылығы мен сенсорлары
ET есептеу – су бюджетінің теориялық жағы; Топырақ ылғал сенсоры шындықты өлшейді. Бұл сенсорлар белгілі бір тереңдіктегі топырақ ылғалдылығын үздіксіз оқиды және екі маңызды шекті бақылауға қызмет етеді: танап сыйымдылығы (топырақ ұстай алатын ең көп су) және солу нүктесі (өсімдік енді суды қабылдай алмайтын төменгі шек). Идеал суару осы екеуінің арасындағы «сіңетін су» жолағында ылғалды сақтайды. Сенсор деректері мен ET есептеуі бір-бірін растайды: ET «қанша кету керек» дейді, сенсор «шын мәнінде не қалды» дейді. Екі қақтығыс болған кезде өрісті басқару маңызды (сенсорды калибрлеу өшірулі болуы мүмкін).
Суару жүйесі және өнім
Бірдей су қажеттілігі әртүрлі жүйелер арқылы әртүрлі тиімділікпен қанағаттандырылады. Тамшылатып суару суды тамыр аймағына тікелей жеткізеді, оның тиімділігі жоғары (85-95%); спринклерлі орта (70-85%); Тасқын суару төмен (40-60%) және тұздануға бейім. Жүйенің ағынының жылдамдығын (сағатына жеткізілетін су) және тиімділікті білмей ұзақтықты есептеу мүмкін емес. AI көмегімен уақытты есептеу кезінде жүйенің ағыны мен тиімділігін енгізу ретінде қамтамасыз етіңіз; әйтпесе нәтиже мағынасыз болады.
Үш шағын корпус: сандар бойынша
1-жағдай - Су бюджетімен үнемдеу. Томат өндірушісі күнтізбе бойынша суаруды жүргізді (әр 2 күн сайын белгіленген уақыт). ET негізіндегі бағдарламаға ауысқанда ETc салқын және ылғалды күндерде төмендейтіні анықталды; Маусым бойына суару саны 22%-ға азайғанымен, шығымдылық өзгерген жоқ. Пайда су және сорғы энергиясы болды.
2-жағдай – Kc қатесі. Жүгері алқабы үшін AI маусым бойы Kc = 1,2 пайдаланды және көшет кезеңінде 3 есе көп суды ұсынды. Инженер көшеттерді отырғызу кезеңінде Kc 0,4 болуы керек екенін білді; Тым көп су тамырдың тұншығуын және азоттың шайылуын тудырады. Сахнаға сәйкес Kc түзетсем, бағдарлама шынайы болды.
3-жағдай – Сенсор-ET қайшылығы. ET есептеуі «топырақ кеуіп кеткен болуы керек» деп айтса да, сенсор әлі де жоғары ылғалдылықты көрсетіп тұрды. Біз учаскеге бардық: төменгі қабаттағы су өткізбейтін қабат суды ұстап тұрды, дренаж мәселесі болды. Е.Т.-ның айтуынша, егер оны суарса, су жиналып, тамырдың шіріп кетуі мүмкін; сенсор мен өрістің шынайылығы қатенің алдын алды.
Әлсіз шақыру / Күшті шақыру
Әлсіз шақыру:
Бұл алқапты қаншалықты жиі суаруым керек?
Күшті шақыру:
Сіздің рөліңіз: Суару маманы ауыл шаруашылығы инженері. Суару кестесінің жобасын есептеңіз. Кіріс деректер:- Өнім: [егін], даму кезеңі: [саты], Kc (жергілікті көзден): [мәні]- Соңғы 7 күн ET0 (мм/тәу): [массив], тиімді жауын-шашын (мм): [массив]- Топырақ түрі: [құм/саз/балшық], жүйе: [тамшылау жылдамдығы: 8%] [L/сағ]Тапсырма:- Күнделікті ETc = ET0 × Кк есептеңіз, кестені көрсету арқылы.- 7 күндік таза су қажеттілігін (ETc - жауын-шашын) және жүйенің тиімділігімен жалпы суды табыңыз.- Ағын жылдамдығына негізделген суару ұзақтығын шегеріңіз.- Оны топырақ ылғалдылығы датчигі деректерімен ТЕКСЕЛУ қажет екенін ескеріңіз.- Есептің әрбір қадамын көрсетіңіз; Болжам жасайтын жеріңізді белгілеңіз.
Күшті шақыру барлық кірістерді, формуланы, кірістілікті түзетуді және сенсорды тексеру талаптарын түсіндіреді; Ол AI-ға жасырын болжамдар жасауға жол бермейді.
Көшірілетін төрт үлгі
1) ETc тіркелгісі:
Келесі ET0 реттілігімен және Kc мәнімен күнделікті ETc есептеңіз және қосыңыз. Әр қадамды көрсетіңіз. Өнім/фаза үшін Kc дұрыс екенін растау керек екенін жазыңыз. ET0: [...], Kc: [...]
2) Таза және жалпы су қажеттілігі:
7 күндік ETc жиынынан тиімді жауын-шашынды (таза қажеттілікті) алып тастаңыз. Жүйенің тиімділігін% [...]-ға бөлу арқылы жалпы суды табыңыз. Нәтижені мм және м3/да түрінде көрсетіңіз; Бірлікті түрлендіруді көрсету.
3) Сенсор-ET салыстыру:
ЭТ есебі бойынша топырақтың ылғалдылығы қаншаға төмендейді деп күтілуде? Мұны мен берген сенсорлық көрсеткішпен салыстырыңыз. Айырмашылық үлкен болса, ықтимал себептерді (дренаж, калибрлеу, ағып кету, жауын-шашын) тізіңіз. Шешім қабылдау; бақылау тізімі пайда болады.
4) Құрғақшылық/шектеулі су сценарийі:
Егер су шектеулі болса (қол жетімді: [м3]), осы дақылдың қай даму кезеңі суға ең сезімтал екенін көрсетіңіз және сол маңызды кезеңде суға басымдық беретін схеманы ұсыныңыз. Өнімділік тәуекелін қосыңыз.
Жүйе
Типтік кірістілік
қолайлы жағдай
Тәуекел
түсіру
85-95%
Қатарлы дақыл, шектеулі су
тосқауыл, инвестиция
спринклер
70-85%
астық, мал азықтық өсімдік
Желдің жоғалуы, ауру ылғалдылығы
киль
40-60%
Суы көп, жері жазық
тұздау, жуу
Ұрықтану
85-95%
Тыңайтқыш + су бірге
Доза/калибрлеу дәлдігі
Жалпы қателер
- Күнтізбе бойынша суару. Тұрақты күн диапазоны ауа-райын елемейді; Ол салқын күндері көбірек су береді, ал ыстық күндері азырақ су береді.
- Тұрақты Kc пайдалану. Kc даму кезеңіне байланысты өзгереді; Жалғыз құндылық - көшет немесе пісу кезінде үлкен қателік.
- Жүйе тиімділігін айналып өту. Егер таза қажеттілікті бруттоға айналдырмасаңыз, тамыр аймағына су азырақ жетеді.
- ET-ге соқыр сенім. Дренаж, ағып кету және калибрлеу ET есебін бұрмалайды; Датчик пен өрісті өзара тексеру міндетті болып табылады.
- Артық су қауіпсіз деп ойлау. Судың көп болуы тамырдың тұншығуына, тұздануына, қоректік заттардың шайылуына және энергияның ысырап болуына әкеледі.
Назар аударыңыз: Суару туралы шешім тек шығымдылық туралы емес, ол топырақтың ұзақ мерзімді денсаулығы мен сумен қамтамасыз етудің тұрақтылығы туралы. Овердрафт жер асты суларын азайтады; Шамадан тыс суару топырақты құнарсыз етеді. AI су бюджетін есептейді, бірақ тұрақтылық туралы пікір инженерге байланысты.
Қысқаша
Суару ғылымы су балансы болып табылады: ағысты қанағаттандыру үшін қанша су түсуі керек (булану). ETc = ET0 × Kc формуласы өнімнің нақты қажеттілігін береді; Жүйенің тиімділігі жалпы суды анықтайды, сенсор деректері шындықты анықтайды. AI бұл есептеуді тез жасайды, бірақ жергілікті түрде Kc тексеру, жүйенің тиімділігін енгізу және нәтижені сенсор/өріспен салыстыру қажет. Тым аз да, көп су да зиянды; Дұрыс суару - бұл қажетті судың дәл мөлшері және соңғы шешім инженердің тұрақтылығы туралы пікірімен қабылданады.
Қолданбалы тапсырма
Өнімді және даму кезеңін таңдаңыз; 7 күндік ET0 және жауын-шашын деректерімен (нақты немесе өкілді) Kc мәнін табыңыз. Осы құрылғыдағы "ETc есебі" және "таза және жалпы су қажеттілігі" үлгілерімен AI үшін апта сайынғы су бюджетін жасаңыз. Содан кейін бірдей есептеуді қайталаңыз, Kc әдейі қате (фазадан тыс) беріп, екі нәтижені салыстырыңыз: қате Kc су қажеттілігін қаншаға ауыстырды? Сенсор арқылы тексеру қадамын қалай орнататыныңызды жазыңыз.
бақылау парағы
- [ ] ETc мәнін ET0 × Kc арқылы есептедім және өнім/фаза бойынша Kc тексердім.
- [ ] Мен таза қажеттіліктен жүйе тиімділігімен жалпы суға көштім; Мен бірліктерді тексердім.
- [ ] Мен суару уақытын жүйе ағынының жылдамдығына сәйкес есептедім.
- [ ] Мен ET есебін топырақтың ылғалдылық сенсоры мен егістік алқабымен салыстырып тексердім.
- [ ] Артық су мен тұрақтылық қаупін бағалап, соңғы шешімді инженерге қалдырдым.