Keuntungan:
- Keupayaan untuk menghubungkan konsep penggunaan air tumbuhan (ET), sensor kelembapan tanah dan keseimbangan air kepada keputusan pengairan
- Keupayaan untuk menghasilkan draf program pengairan dan mengira anggaran air daripada rujukan ET dan pekali tanaman dengan AI
- Keupayaan untuk mencegah pembaziran air dan tenaga dengan mengesahkan cadangan pengairan AI dengan data sensor, jenis tanah dan kadar aliran sistem
Air adalah input yang paling terhad dan paling mahal dalam pertanian; Di kebanyakan wilayah, air adalah satu-satunya faktor yang menentukan produktiviti. Tetapi pengairan adalah pedang bermata dua: air yang terlalu sedikit menekan tumbuhan dan mengurangkan hasil, manakala terlalu banyak air menyekat akar, membasuh nutrien, mewujudkan salinisasi dan ketandusan tanah, dan membazir tenaga dan wang. Penyiraman yang betul bermakna mengetahui berapa banyak air yang benar-benar diperlukan oleh tumbuhan dan memberikannya dengan tepat. Unit ini mengajar asas saintifik untuk mengira keperluan ini—imbangan air dan penyejatan—menunjukkan kepada anda cara mendraf jadual pengairan dengan AI, dan memberitahu anda cara mengesahkannya dengan penderia dan realiti medan.
Imbangan Air dan Evapotranspirasi
Fikirkan padang sebagai akaun air. Pengenalan: hujan dan pengairan. Output: penyejatan (dari tanah) dan transpirasi (dari tumbuhan). Jumlah kedua-dua keluaran ini dipanggil evapotranspirasi (Evapotranspirasi Inggeris, ET); iaitu jumlah kehilangan air daripada sistem tumbuhan-tanah ke atmosfera. Keputusan pengairan hanyalah ini: berapa banyak air yang mesti masuk untuk memenuhi aliran keluar (ET).
ET sukar diukur secara langsung, jadi ia dianggarkan dalam dua langkah. Pertama, rujukan ET (ET0) dikira: air yang permukaan rumput standard akan hilang dalam keadaan cuaca hari itu (suhu, kelembapan, angin, matahari). Ini semata-mata meteorologi. Kemudian nilai ini didarabkan dengan pekali tanaman (Kc), yang mencerminkan selera air produk tersebut pada peringkat perkembangan tersebut:
ETc = ET0 × Kc
ETc ialah keperluan air harian sebenar produk (mm/hari). Kc berbeza dari penanaman hingga penuaian: kecil (0.3-0.5) pada peringkat anak benih, tertinggi (1.0-1.2) dalam perkembangan penuh, berkurangan semula pada peringkat matang. Jumlah pengairan dikira dengan menolak hujan berkesan daripada ETc dan mengambil kira kecekapan sistem.
Petua: Kebanyakan perkhidmatan cuaca dan portal pertanian menerbitkan data ET0 secara percuma. Anda boleh meminta AI katakan "kira ETc dengan ET0 dan Kc ini", tetapi sahkan nilai Kc daripada sumber tempatan mengikut produk dan fasa; Kc palsu mengalihkan keseluruhan bajet air.
Kelembapan Tanah dan Penderia
Pengiraan ET ialah bahagian teori anggaran air; Sensor kelembapan tanah mengukur kebenaran. Penderia ini secara berterusan membaca kelembapan tanah pada kedalaman tertentu dan berfungsi untuk memantau dua ambang kritikal: kapasiti medan (paling banyak air yang boleh ditampung oleh tanah) dan takat layu (had bawah di mana tumbuhan tidak lagi boleh mengambil air). Pengairan yang ideal mengekalkan kelembapan dalam jalur "air yang boleh diserap" di antara kedua-dua ini. Data sensor dan pengiraan ET mengesahkan satu sama lain: ET menyatakan "berapa banyak yang mesti hilang", sensor mengatakan "apa yang sebenarnya tinggal". Apabila kedua-dua konflik, kawalan medan adalah penting (penentukuran sensor mungkin dimatikan).
Sistem Pengairan dan Hasil
Keperluan air yang sama dipenuhi dengan kecekapan yang berbeza oleh sistem yang berbeza. Pengairan titisan menyampaikan air terus ke zon akar, kecekapannya tinggi (85-95%); medium pemercik (70-85%); Pengairan banjir adalah rendah (40-60%) dan terdedah kepada salinisasi. Tempoh tidak boleh dikira tanpa mengetahui kadar aliran sistem (air dihantar sejam) dan kecekapan. Apabila mengira masa dengan AI, pastikan anda menyediakan aliran dan kecekapan sistem sebagai input; jika tidak, output tidak bermakna.
Tiga Kes Mini: Mengikut Nombor
Kes 1 - Menjimatkan dengan bajet air. Pengeluar tomato sedang menyiram pada kalendar (masa tetap setiap 2 hari). Apabila beralih kepada program berasaskan ET, ETc didapati berkurangan pada hari yang sejuk dan lembap; Bilangan pengairan menurun sebanyak 22% sepanjang musim, tetapi hasil tidak berubah. Keuntungannya ialah air dan tenaga pam.
Kes 2 - Ralat Kc. Untuk ladang jagung, AI menggunakan Kc = 1.2 sepanjang musim dan mengesyorkan 3 kali lebih banyak air dalam tempoh anak benih. Jurutera tahu bahawa Kc sepatutnya 0.4 pada peringkat anak benih; Terlalu banyak air akan menyebabkan akar lemas dan larut lesap nitrogen. Apabila saya membetulkan Kc mengikut pentas, program menjadi realistik.
Kes 3 - Konflik Sensor-ET. Walaupun pengiraan ET mengatakan "tanah mesti telah kering" sensor masih menunjukkan kelembapan yang tinggi. Kami pergi ke tapak: lapisan tidak telap di lapisan bawah menahan air, terdapat masalah saliran. Menurut ET, jika ia disiram, air akan menggenang dan reput akar akan berlaku; penderia dan realiti medan menghalang ralat itu.
Gesaan Lemah / Gesaan Kuat
Gesaan yang lemah:
Berapa kerap saya perlu menyiram ladang ini?
Gesaan kuat:
Peranan anda: Jurutera pertanian pakar pengairan. Kira jadual pengairan DRAFT.Input:- Produk: [tanaman], peringkat pembangunan: [peringkat], Kc (dari sumber tempatan): [nilai]- 7 hari lepas ET0 (mm/hari): [susun], hujan berkesan (mm): [susun]- Jenis tanah: [pasir/lempung/tanah], sistem: [titisan/jam], kadar alir harian: 5Task/jam = ET0 × Kira Kc, dengan tunjuk jadual.- Cari keperluan air bersih 7 hari (ETc - kerpasan) dan air kasar dengan kecekapan sistem.- Tolak tempoh pengairan berdasarkan kadar aliran.- Ambil perhatian bahawa ia mesti DISAHKAN dengan data sensor kelembapan tanah.- Tunjukkan setiap langkah pengiraan; Tandakan tempat anda membuat andaian.
Gesaan berkuasa menjelaskan semua input, formula, pembetulan hasil dan keperluan pengesahan sensor; Ia menghalang AI daripada membuat andaian tersembunyi.
Empat Templat Boleh Disalin
1) Akaun ETc:
Kira dan tambah ETc harian dengan urutan ET0 berikut dan nilai Kc. Tunjukkan setiap langkah. Tulis bahawa saya perlu mengesahkan sama ada Kc betul untuk produk/fasa. ET0: [...], Kc: [...]
2) Keperluan air bersih dan kasar:
Kurangkan pemendakan berkesan (keperluan bersih) daripada jumlah ETc 7 hari. Cari air kasar dengan membahagikan kecekapan sistem% dengan [..]. Berikan keputusan dalam mm dan m3/da; Tunjukkan penukaran unit.
3) Perbandingan Sensor-ET:
Mengikut pengiraan ET, berapa banyakkah kelembapan tanah dijangka berkurangan? Bandingkan ini dengan bacaan sensor yang saya berikan kepada anda. Jika perbezaannya besar, senaraikan kemungkinan punca (saliran, penentukuran, kebocoran, kerpasan). Membuat keputusan; senarai semak muncul.
4) Senario kemarau/air terhad:
Jika air adalah terhad (tersedia: [m3]), nyatakan peringkat perkembangan tanaman ini yang paling sensitif kepada air dan cadangkan garis besar yang mengutamakan air pada peringkat kritikal itu. Sertakan risiko hasil.
Sistem
Hasil biasa
situasi yang sesuai
risiko
jatuhkan
85-95%
Tanaman baris, air terhad
sekatan, pelaburan
pemercik
70-85%
bijirin, tumbuhan makanan ternakan
Kehilangan angin, kelembapan penyakit
lunas
40-60%
Air banyak, tanah rata
mengasinkan, membasuh
Fertigasi
85-95%
Baja + air bersama
Ketepatan dos/penentukuran
Kesilapan biasa
- Penyiraman mengikut kalendar. Julat hari tetap mengabaikan cuaca; Ia menyediakan lebih banyak air pada hari yang sejuk dan kurang air pada hari yang panas.
- Menggunakan Kc tetap. Kc berbeza mengikut peringkat perkembangan; Satu-satunya nilai adalah membuat kesilapan besar dalam anak benih atau pematangan.
- Melangkaui kecekapan sistem. Jika anda tidak menukar keperluan bersih kepada kasar, kurang air sebenarnya akan sampai ke zon akar.
- Kepercayaan buta terhadap ET. Saliran, kebocoran dan penentukuran memesongkan pengiraan ET; Semakan silang dengan penderia dan medan adalah satu kemestian.
- Berfikir bahawa air berlebihan adalah selamat. Air yang berlebihan menyebabkan akar lemas, salinisasi, larut lesap nutrien dan sisa tenaga.
Perhatian: Keputusan pengairan bukan hanya mengenai hasil, ia adalah mengenai kesihatan jangka panjang tanah dan kemampanan bekalan air. Overdraf mengurangkan air bawah tanah; Penyiraman yang berlebihan menyebabkan tanah menjadi tandus. AI mengira belanjawan air, tetapi pertimbangan kemampanan terpulang kepada jurutera.
Secara ringkasnya
Ilmu pengairan ialah keseimbangan air: berapa banyak air yang mesti masuk untuk memenuhi aliran keluar (evapotranspirasi). Formula ETc = ET0 × Kc memberikan keperluan sebenar produk; Kecekapan sistem menentukan air kasar, data sensor menentukan realiti. AI dengan cepat mendraf pengiraan ini, tetapi perlu mengesahkan Kc secara setempat, masukkan kecekapan sistem dan semak silang keputusan dengan sensor/medan. Kedua-dua terlalu sedikit dan terlalu banyak air adalah berbahaya; Pengairan yang betul ialah jumlah air yang diperlukan dan keputusan muktamad dibuat oleh pertimbangan kemampanan jurutera.
Tugasan permohonan
Pilih produk dan peringkat pembangunan; Cari nilai Kc dengan 7 hari ET0 dan data pemendakan (sebenar atau wakil). Buat belanjawan air mingguan untuk AI dengan templat "Pengiraan ETc" dan "keperluan air bersih dan kasar" dalam unit ini. Kemudian ulangi pengiraan yang sama, dengan sengaja memberikan Kc salah (luar fasa), dan bandingkan kedua-dua keputusan: berapa banyak Kc yang salah mengalihkan keperluan air? Tulis cara anda menyediakan langkah pengesahan dengan penderia.
senarai semak
- [ ] Saya mengira ETc dengan ET0 × Kc dan mengesahkan Kc mengikut produk/fasa.
- [ ] Saya berpindah dari keperluan bersih kepada air kasar dengan kecekapan sistem; Saya memeriksa unit.
- [ ] Saya mengira masa pengairan mengikut kadar aliran sistem.
- [ ] Saya menyemak silang pengiraan ET dengan sensor kelembapan tanah dan medan.
- [ ] Saya menilai risiko lebihan air dan kemampanan dan menyerahkan keputusan muktamad kepada jurutera.