Faida:
- Uwezo wa kuunganisha dhana za matumizi ya maji ya mimea (ET), sensor ya unyevu wa udongo na usawa wa maji kwa maamuzi ya umwagiliaji
- Uwezo wa kutoa rasimu ya programu ya umwagiliaji na kuhesabu bajeti ya maji kutoka kwa kumbukumbu ya ET na mgawo wa mazao na AI
- Uwezo wa kuzuia upotevu wa maji na nishati kwa kuthibitisha mapendekezo ya umwagiliaji wa AI na data ya sensorer, aina ya udongo na kiwango cha mtiririko wa mfumo.
Maji ni pembejeo adimu na ghali zaidi katika kilimo; Katika mikoa mingi, maji ndio sababu pekee inayoamua tija. Lakini umwagiliaji ni upanga wenye makali kuwili: maji kidogo sana yanasisitiza mmea na kupunguza mavuno, wakati maji mengi yanafyonza mizizi, huosha virutubishi, husababisha chumvi na kutokuwepo kwa udongo, na kupoteza nishati na pesa. Kumwagilia kwa usahihi kunamaanisha kujua ni kiasi gani cha maji ambacho mmea unahitaji na kuipatia. Kitengo hiki kinafundisha msingi wa kisayansi wa kukokotoa hitaji hili—usawa wa maji na uvukizi—hukuonyesha jinsi ya kuandaa ratiba ya umwagiliaji maji kwa kutumia AI, na kukuambia jinsi ya kuithibitisha kwa vitambuzi na uhalisia wa shamba.
Mizani ya Maji na Uvukizi wa Evapotran
Fikiria shamba kama akaunti ya maji. Utangulizi: mvua na umwagiliaji. Pato: uvukizi (kutoka kwenye udongo) na uhamisho (kutoka kwa mmea). Jumla ya matokeo haya mawili inaitwa evapotranspiration (Kiingereza Evapotranspiration, ET); yaani, upotevu wa jumla wa maji kutoka kwa mfumo wa udongo wa mimea hadi angahewa. Uamuzi wa umwagiliaji ni huu tu: ni kiasi gani cha maji lazima kiingie ili kukutana na outflow (ET).
ET ni vigumu kupima moja kwa moja, hivyo inakadiriwa katika hatua mbili. Kwanza, kumbukumbu ET (ET0) imehesabiwa: maji ambayo uso wa nyasi wa kawaida utapoteza chini ya hali ya hewa ya siku hiyo (joto, unyevu, upepo, jua). Hii ni hali ya hewa tu. Kisha thamani hii inazidishwa na mgawo wa mazao (Kc), ambao unaonyesha hamu ya maji ya bidhaa hiyo katika hatua hiyo ya ukuzaji:
NK = ET0 × Kc
NK ni hitaji halisi la maji la kila siku la bidhaa (mm/siku). Kc hutofautiana kutoka kwa kupanda hadi kuvuna: ndogo (0.3-0.5) katika hatua ya miche, ya juu zaidi (1.0-1.2) katika ukuaji kamili, hupungua tena wakati wa kukomaa. Kiasi cha umwagiliaji kinakokotolewa kwa kupunguza mvua zinazonyesha kutoka Nk na kwa kuzingatia ufanisi wa mfumo.
Kidokezo: Huduma nyingi za hali ya hewa na tovuti za kilimo huchapisha data ya ET0 bila malipo. Unaweza kufanya AI iseme "hesabu ETc na ET0 hii na Kc", lakini uthibitishe thamani ya Kc kutoka kwa chanzo cha ndani kwa bidhaa na awamu; uongo Kc hubadilisha bajeti nzima ya maji.
Unyevu wa udongo na Sensorer
ET hesabu ni upande wa kinadharia wa bajeti ya maji; Sensor ya unyevu wa udongo hupima ukweli. Sensorer hizi zinaendelea kusoma unyevu wa udongo katika kina maalum na hutumikia kufuatilia vizingiti viwili muhimu: uwezo wa shamba (maji mengi ambayo udongo unaweza kushikilia) na hatua ya kunyauka (kikomo cha chini ambacho mmea hauwezi tena kuchukua maji). Umwagiliaji bora huweka unyevu kwenye bendi ya "maji yanayoweza kufyonzwa" kati ya hizi mbili. Data ya sensor na hesabu ya ET inathibitisha kila mmoja: ET inasema "ni kiasi gani lazima kiondoke", sensor inasema "kile kilichobaki". Wakati mambo hayo mawili yanakinzana, udhibiti wa uga ni muhimu (urekebishaji wa vitambuzi unaweza kuwa umezimwa).
Mfumo wa Umwagiliaji na Mavuno
Mahitaji sawa ya maji yanakabiliwa na ufanisi tofauti na mifumo tofauti. Umwagiliaji wa matone hutoa maji moja kwa moja kwenye eneo la mizizi, ufanisi wake ni wa juu (85-95%); kati ya kunyunyizia (70-85%); Umwagiliaji wa mafuriko ni mdogo (40-60%) na unakabiliwa na salinization. Muda hauwezi kuhesabiwa bila kujua kiwango cha mtiririko wa mfumo (maji iliyotolewa kwa saa) na ufanisi. Wakati wa kuhesabu muda na AI, hakikisha kutoa mtiririko wa mfumo na ufanisi kama pembejeo; vinginevyo pato halina maana.
Kesi Tatu Ndogo: Kwa Nambari
Kesi 1 - Kuokoa kwa bajeti ya maji. Mtayarishaji wa nyanya alikuwa anamwagilia kwenye kalenda (wakati uliowekwa kila siku 2). Wakati wa kubadili mpango wa msingi wa ET, ETc ilionekana kupungua kwa siku za baridi na za unyevu; Idadi ya umwagiliaji ilipungua kwa 22% katika msimu mzima, lakini mavuno hayakubadilika. Faida ilikuwa nishati ya maji na pampu.
Kesi 2 - Hitilafu ya Kc. Kwa shamba la mahindi, AI ilitumia Kc = 1.2 katika msimu mzima na ilipendekeza maji mara 3 zaidi wakati wa kipindi cha miche. Mhandisi alijua kuwa Kc inapaswa kuwa 0.4 katika hatua ya miche; Maji mengi yanaweza kusababisha kukosekana kwa hewa kwa mizizi na kuvuja kwa nitrojeni. Niliposahihisha Kc kulingana na jukwaa, programu ikawa ya kweli.
Kesi ya 3 - Mgogoro wa Sensor-ET. Wakati hesabu ya ET ilisema "lazima udongo umekauka" kitambuzi bado kilikuwa kinaonyesha unyevu mwingi. Tulikwenda kwenye tovuti: safu isiyoweza kuingizwa kwenye safu ya chini ilikuwa inahifadhi maji, kulikuwa na tatizo la mifereji ya maji. Kulingana na ET, ikiwa ingetiwa maji, maji yangekuwa na maji na kuoza kwa mizizi kungetokea; kihisia na ukweli wa uga vilizuia hitilafu.
Uhamasishaji dhaifu / Uhamasishaji Wenye Nguvu
Agizo dhaifu:
Ninapaswa kumwagilia shamba hili mara ngapi?
Agizo lenye nguvu:
Jukumu lako: Mhandisi mtaalamu wa kilimo cha umwagiliaji. Kokotoa ratiba ya umwagiliaji DRAFT.Pembejeo:- Bidhaa: [mazao], hatua ya ukuzaji: [hatua], Kc (kutoka chanzo cha eneo lako): [thamani]- Siku 7 zilizopita ET0 (mm/siku): [safu], mvua inayofaa (mm): [safu]- Aina ya udongo: [mchanga/tifutifu/udongo], kiwango cha mtiririko :8 [L/saa]Kazi:- Kila siku ETc = ET0 × Kokotoa Kc, pamoja na onyesho la jedwali.- Tafuta hitaji la maji wavu la siku 7 (Nk - precipitation) na jumla ya maji kwa ufanisi wa mfumo.- Ondoa muda wa umwagiliaji kulingana na kiwango cha mtiririko.- Kumbuka kwamba ni lazima IMETHIBITISHWA na data ya kihisi unyevu wa udongo.- Onyesha kila hatua ya umwagiliaji; Weka alama mahali unapofanya dhana.
Kidokezo chenye nguvu hufafanua pembejeo zote, fomula, urekebishaji wa mavuno na mahitaji ya uthibitishaji wa kihisi; Inazuia AI kufanya mawazo yaliyofichwa.
Violezo Vinne Vinakiliwa
1) Akaunti NK:
Kokotoa na uongeze kila siku ETc kwa mlolongo ufuatao wa ET0 na thamani ya Kc. Onyesha kila hatua. Andika kuwa ninahitaji kuthibitisha ikiwa Kc ni sahihi kwa bidhaa/awamu. ET0: [...], Kc: [...]
2) Mahitaji ya wavu na maji kwa jumla:
Ondoa mvua inayofanya kazi (mahitaji halisi) kutoka kwa jumla ya siku 7 ETc. Tafuta jumla ya maji kwa kugawanya ufanisi wa mfumo kwa [..]. Toa matokeo katika mm na m3/da; Onyesha ubadilishaji wa kitengo.
3) Ulinganisho wa Sensor-ET:
Kulingana na hesabu ya ET, unyevu wa udongo unatarajiwa kupungua kiasi gani? Linganisha hii na usomaji wa kihisi nilichokupa. Ikiwa tofauti ni kubwa, orodhesha sababu zinazowezekana (mifereji ya maji, calibration, kuvuja, mvua). Kufanya maamuzi; orodha inaonekana.
4) Hali ya ukame/maji machache:
Ikiwa maji ni machache (yanapatikana: [m3]), onyesha ni hatua gani ya ukuzaji wa zao hili ambayo ni nyeti sana kwa maji na upendekeze muhtasari ambao unatanguliza maji katika hatua hiyo muhimu. Jumuisha hatari ya mavuno.
Mfumo
Mavuno ya kawaida
hali inayofaa
Hatari
kushuka
85-95%
Mazao ya safu, maji machache
kizuizi, uwekezaji
kinyunyizio
70-85%
nafaka, mmea wa lishe
Kupoteza kwa upepo, unyevu wa ugonjwa
keel
40-60%
Maji mengi, ardhi tambarare
salting, kuosha
Fertigation
85-95%
Mbolea + maji pamoja
Usahihi wa kipimo/calibration
Makosa ya kawaida
- Kumwagilia kwa kalenda. Muda wa siku zisizohamishika hupuuza hali ya hewa; Inatoa maji zaidi siku za baridi na maji kidogo siku za moto.
- Kwa kutumia mara kwa mara Kc. Kc inatofautiana na hatua ya maendeleo; Thamani pekee ni kufanya makosa makubwa katika miche au kukomaa.
- Kupuuza ufanisi wa mfumo. Usipobadilisha mahitaji ya jumla kuwa jumla, maji kidogo yatafikia eneo la mizizi.
- Imani isiyo na maana katika ET. Mifereji ya maji, uvujaji na calibration hupotosha hesabu ya ET; Kuangalia mtambuka kwa kihisi na uga ni lazima.
- Kufikiri kwamba maji ya ziada ni salama. Maji kupita kiasi husababisha kukosekana kwa hewa kwa mizizi, kujaa kwa chumvi, kuvuja kwa virutubishi na upotezaji wa nishati.
Tahadhari: Uamuzi wa umwagiliaji sio tu kuhusu mavuno, ni kuhusu afya ya muda mrefu ya udongo na uendelevu wa usambazaji wa maji. Overdraft inapunguza maji ya chini ya ardhi; Kumwagilia kupita kiasi hufanya udongo kuwa tasa. AI hukokotoa bajeti ya maji, lakini uamuzi endelevu ni wa mhandisi.
Kwa muhtasari
Sayansi ya umwagiliaji ni usawa wa maji: ni kiasi gani cha maji lazima kiingie ili kukutana na mtiririko wa nje (evapotranspiration). Fomula ETc = ET0 × Kc inatoa hitaji halisi la bidhaa; Ufanisi wa mfumo huamua maji ya jumla, data ya sensor huamua ukweli. AI huandaa hesabu hii haraka, lakini ni muhimu kuthibitisha Kc ndani ya nchi, ingiza ufanisi wa mfumo na uangalie matokeo kwa kihisi/uga. Maji kidogo na mengi yanadhuru; Umwagiliaji sahihi ni kiasi cha maji kinachohitajika na uamuzi wa mwisho unafanywa na uamuzi endelevu wa mhandisi.
Jukumu la maombi
Chagua bidhaa na hatua ya maendeleo; Pata thamani ya Kc iliyo na siku 7 za ET0 na data ya mvua (halisi au kiwakilishi). Unda bajeti ya maji ya kila wiki ya AI ukitumia violezo vya "ETc hesabu" na "mahitaji ya jumla ya maji" katika kitengo hiki. Kisha kurudia hesabu sawa, ukimpa Kc makosa kwa makusudi (nje ya awamu), na ulinganishe matokeo mawili: kwa kiasi gani Kc isiyo sahihi ilihamisha mahitaji ya maji? Andika jinsi unavyoweza kusanidi hatua ya uthibitishaji na kihisi.
orodha ya ukaguzi
- [ ] Nilikokotoa ETc kwa ET0 × Kc na kuthibitishwa Kc kwa bidhaa/awamu.
- [ ] Nilihama kutoka kwa hitaji la jumla hadi pato la maji kwa ufanisi wa mfumo; Niliangalia vitengo.
- [ ] Nilihesabu muda wa umwagiliaji kulingana na kiwango cha mtiririko wa mfumo.
- [ ] Nilikagua hesabu ya ET kwa kitambua unyevu wa udongo na uga.
- [ ] Nilitathmini hatari ya maji kupita kiasi na uendelevu na kumwachia mhandisi uamuzi wa mwisho.