Câștiguri:
- Capacitatea de a conecta conceptele de consum de apă din plante (ET), senzorul de umiditate a solului și bilanțul apei la deciziile de irigare
- Capacitatea de a produce proiect de program de irigare și de a calcula bugetul de apă din ET de referință și coeficientul culturii cu AI
- Abilitatea de a preveni risipa de apă și energie prin verificarea recomandărilor de irigare AI cu datele senzorului, tipul de sol și debitul sistemului
Apa este cel mai rar și mai scump input în agricultură; În multe regiuni, apa este singurul factor care determină productivitatea. Dar irigarea este o sabie cu două tăișuri: prea puțină apă stresează planta și reduce randamentul, în timp ce prea multă apă sufocă rădăcinile, spălă substanțele nutritive, creează salinizarea și sterilitatea solului și irosește energie și bani. Udarea corectă înseamnă să știi de câtă apă are nevoie cu adevărat planta și să-i dai exact asta. Această unitate vă învață bazele științifice pentru calcularea acestei necesități - bilanțul apei și evapotranspirația - vă arată cum să redactați un program de irigare cu AI și vă spune cum să îl verificați cu senzori și realitatea de câmp.
Echilibrul apei și evapotranspirația
Gândiți-vă la un câmp ca la un cont de apă. Introducere: precipitații și irigații. Ieșire: evaporare (din sol) și transpirație (din plantă). Suma acestor două ieșiri se numește evapotranspirație (Evapotranspiration în engleză, ET); adică pierderea totală de apă din sistemul plantă-sol către atmosferă. Decizia de irigare este pur și simplu aceasta: câtă apă trebuie să intre pentru a satisface fluxul de ieșire (ET).
ET este dificil de măsurat direct, așa că este estimat în doi pași. În primul rând, se calculează referința ET (ET0): apa pe care o suprafață standard de iarbă o va pierde în condițiile meteo din acea zi (temperatură, umiditate, vânt, soare). Acest lucru este pur meteorologic. Apoi, această valoare este înmulțită cu coeficientul culturii (Kc), care reflectă apetitul de apă al produsului respectiv în acel stadiu de dezvoltare:
ETc = ET0 × Kc
ETc este necesarul zilnic de apă real al produsului (mm/zi). Kc variază de la plantare la recoltare: mic (0,3-0,5) în stadiul de răsad, cel mai mare (1,0-1,2) în plină dezvoltare, scăzând din nou la maturitate. Cantitatea de irigare este calculată prin scăderea precipitațiilor efective din ETc și luând în considerare eficiența sistemului.
Sfat: Majoritatea serviciilor meteorologice și portalurilor agricole publică gratuit datele ET0. Puteți avea AI să spună „calculați ETc cu acest ET0 și Kc”, dar verificați valoarea Kc din sursa locală în funcție de produs și fază; fals Kc deplasează întregul buget de apă.
Umiditatea solului și senzori
Calculul ET este partea teoretică a bugetului de apă; Senzorul de umiditate al solului măsoară adevărul. Acești senzori citesc continuu umiditatea solului la anumite adâncimi și servesc la monitorizarea a două praguri critice: capacitatea câmpului (cea mai mare apă pe care o poate reține solul) și punctul de ofilire (limita inferioară la care planta nu mai poate prelua apă). Irigarea ideală menține umezeala în banda „apă absorbabilă” dintre acestea două. Datele senzorului și calculul ET se confirmă reciproc: ET spune „cât trebuie să fie dispărut”, senzorul spune „ce a mai rămas de fapt”. Când cele două sunt în conflict, controlul câmpului este esențial (calibrarea senzorului poate fi dezactivată).
Sistem de irigare și randament
Aceeași nevoie de apă este satisfăcută cu eficiență diferită de sisteme diferite. Irigarea prin picurare livrează apă direct în zona rădăcinii, eficiența acesteia este ridicată (85-95%); mediu de stropire (70-85%); Irigarea prin inundații este scăzută (40-60%) și predispusă la salinizare. Durata nu poate fi calculată fără a cunoaște debitul sistemului (apă livrată pe oră) și eficiența. Când calculați timpul cu AI, asigurați-vă că furnizați fluxul și eficiența sistemului ca intrare; altfel rezultatul este lipsit de sens.
Trei mini carcase: după cifre
Cazul 1 - Economisirea cu bugetul de apă. Un producător de roșii uda pe un calendar (timp fix la fiecare 2 zile). La trecerea la programul bazat pe ET, sa constatat că ETc scade în zilele reci și umede; Numărul de irigații a scăzut cu 22% pe tot parcursul sezonului, dar recolta nu s-a modificat. Câștigul a fost atât apa, cât și energia pompei.
Cazul 2 - Eroare Kc. Pentru un câmp de porumb, AI a folosit Kc = 1,2 pe tot parcursul sezonului și a recomandat de 3 ori mai multă apă în timpul perioadei de răsad. Inginerul știa că Kc ar trebui să fie de 0,4 în stadiul de răsad; Prea multă apă ar provoca sufocarea rădăcinilor și scurgerea azotului. Când am corectat Kc după etapă, programul a devenit realist.
Cazul 3 - Conflict senzor-ET. În timp ce calculul ET a spus că „pămânul trebuie să se fi uscat”, senzorul încă prezenta umiditate ridicată. Am mers la șantier: stratul impermeabil din stratul inferior reține apa, era o problemă de drenaj. Potrivit ET, dacă ar fi udat, apa s-ar strânge și s-ar produce putregaiul rădăcinilor; senzorul și realitatea câmpului au prevenit eroarea.
Solicitare slabă / Solicitare puternică
Prompt slab:
Cât de des ar trebui să ud acest câmp?
Solicitare puternică:
Rolul dvs.: Inginer agronom specialist irigatii. Calculați un program de irigare DRAFT. Intrări:- Produs: [cultură], stadiu de dezvoltare: [etapă], Kc (din sursă locală): [valoare]- Ultimele 7 zile ET0 (mm/zi): [matrice], precipitații efective (mm): [matrice]- Tip sol: [nisip/lut/argilă], sistem: [picurare], eficiență: [picurare], debit zilnic: [Tak], debit zilnic:-5% ETc = ET0 × Calculați Kc, cu afișare în tabel.- Găsiți necesarul net de apă de 7 zile (ETc - precipitații) și apă brută cu eficiența sistemului.- Scădeți durata de irigare pe baza debitului.- Rețineți că trebuie VERIFICAT cu datele senzorului de umiditate a solului.- Afișați fiecare pas al calculului; Marcați unde faceți o presupunere.
Un prompt puternic clarifică toate intrările, formula, corecția randamentului și cerințele de verificare a senzorului; Împiedică AI să facă presupuneri ascunse.
Patru șabloane copiabile
1) cont ETc:
Calculați și adăugați ETc zilnic cu următoarea secvență ET0 și valoarea Kc. Arată fiecare pas. Scrieți că trebuie să confirm dacă Kc este corect pentru produs/fază. ET0: [...], Kc: [...]
2) Necesarul net și brut de apă:
Scădeți precipitația efectivă (cerința netă) din totalul ETc de 7 zile. Găsiți apa brută împărțind eficiența sistemului% la [..]. Dați rezultatul în mm și m3/da; Afișați conversia unității.
3) Comparație senzor-ET:
Conform calculului ET, cât de mult se așteaptă să scadă umiditatea solului? Comparați acest lucru cu citirea senzorului pe care v-am dat-o. Dacă diferența este mare, enumerați cauzele posibile (scurgere, calibrare, scurgere, precipitații). Luarea deciziilor; apare lista de verificare.
4) Scenariu de secetă/apă limitată:
Dacă apa este limitată (disponibilă: [m3]), indicați care stadiu de dezvoltare a acestei culturi este cel mai sensibil la apă și propuneți o schiță care acordă prioritate apei în acel stadiu critic. Includeți riscul de randament.
Sistem
Randament tipic
situatie potrivita
Risc
picătură
85-95%
Cultură pe rând, apă limitată
blocaj, investitie
stropitoare
70-85%
cereale, plante furajere
Pierderea vântului, umiditatea bolii
chila
40-60%
Multă apă, teren plat
sărare, spălare
Fertirigarea
85-95%
Îngrășământ + apă împreună
Precizie doză/calibrare
Greșeli comune
- Udare dupa calendar. Intervalul fix de zile ignoră vremea; Oferă mai multă apă în zilele răcoroase și mai puțină în zilele fierbinți.
- Folosind constanta Kc. Kc variază în funcție de stadiul de dezvoltare; Singura valoare este să faci o mare greșeală la răsad sau la maturare.
- Ocolirea eficienței sistemului. Dacă nu convertiți necesarul net în brut, mai puțină apă va ajunge efectiv în zona rădăcinii.
- Încredere oarbă în ET. Drenajul, scurgerea și calibrarea distorsionează calculul ET; Verificarea încrucișată cu senzorul și câmpul este o necesitate.
- Gândindu-mă că excesul de apă este sigur. Apa în exces provoacă sufocarea rădăcinilor, salinizarea, leșierea de nutrienți și risipa de energie.
Atentie: Decizia de irigare nu se refera doar la randament, este vorba de sanatatea pe termen lung a solului si de sustenabilitatea alimentarii cu apa. Descoperirea de cont reduce apa subterană; Udarea excesivă face solul steril. AI calculează bugetul de apă, dar judecata de sustenabilitate depinde de inginer.
În concluzie
Știința irigației este echilibrul apei: câtă apă trebuie să intre pentru a satisface fluxul de ieșire (evapotranspirația). Formula ETc = ET0 × Kc dă nevoia reală a produsului; Eficiența sistemului determină apa brută, datele senzorilor determină realitatea. AI elaborează rapid acest calcul, dar este necesar să se verifice Kc la nivel local, să introducă eficiența sistemului și să verifice rezultatul cu senzorul/câmpul. Atât prea puțină, cât și prea multă apă sunt dăunătoare; Irigarea corectă este exact cantitatea de apă necesară, iar decizia finală este luată de judecata de sustenabilitate a inginerului.
Sarcina de aplicare
Alegeți un produs și o etapă de dezvoltare; Găsiți o valoare Kc cu 7 zile de ET0 și date despre precipitații (actuale sau reprezentative). Creați un buget săptămânal de apă pentru AI cu șabloanele „Calcul ETc” și „cerința netă și brută de apă” din această unitate. Apoi repetați același calcul, dând în mod deliberat Kc greșit (defazat) și comparați cele două rezultate: cu cât a schimbat Kc greșit necesarul de apă? Scrieți cum ați configura pasul de verificare cu senzorul.
lista de verificare
- [ ] Am calculat ETc după ET0 × Kc și am verificat Kc după produs/fază.
- [ ] Am trecut de la nevoie netă la apă brută cu eficiență a sistemului; Am verificat unitățile.
- [ ] Am calculat timpul de irigare în funcție de debitul sistemului.
- [ ] Am verificat încrucișat calculul ET cu senzorul de umiditate a solului și câmpul.
- [ ] Am evaluat riscul excesului de apă și durabilitatea și am lăsat decizia finală în seama inginerului.