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田間小型氣象站數(shù)據(jù)應(yīng)用:助力灌溉、施肥精準(zhǔn)決策
在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,灌溉 “憑經(jīng)驗"、施肥 “憑感覺" 的模式常導(dǎo)致水資源浪費、肥料利用率低,甚至引發(fā)作物減產(chǎn)。而田間小型氣象站通過實時采集農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù),為灌溉、施肥決策提供科學(xué)依據(jù),實現(xiàn) “按需供水、精準(zhǔn)施肥",成為推動農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效的關(guān)鍵工具。
一、數(shù)據(jù)驅(qū)動灌溉:告別 “盲目澆水",實現(xiàn)水資源高效利用
田間小型氣象站通過監(jiān)測土壤墑情、空氣濕度、降水量等參數(shù),精準(zhǔn)判斷作物需水時機(jī)與水量,避免 “多澆浪費、少澆缺水" 的問題。土壤墑情傳感器是核心,可實時采集不同深度(如 10cm、20cm、30cm)的土壤體積含水量,當(dāng)耕作層(通常為 10-20cm)含水量低于作物需水臨界值(如小麥拔節(jié)期需水量臨界值 18% V/V、番茄膨果期 22% V/V)時,數(shù)據(jù)平臺會自動推送灌溉提醒。同時,結(jié)合空氣濕度與降水量數(shù)據(jù),可動態(tài)調(diào)整灌溉方案:若空氣濕度高于 85% RH 且未來 24 小時有降水(降水量預(yù)測≥10mm),則延遲灌溉,避免土壤過濕引發(fā)病害;若空氣濕度低于 50% RH、風(fēng)速大于 3m/s,作物蒸騰作用強(qiáng),需適當(dāng)增加單次灌溉量,彌補(bǔ)水分流失。
在河南新鄉(xiāng)小麥種植基地,田間小型氣象站的應(yīng)用讓灌溉效率顯著提升。過去農(nóng)戶每 10 天固定灌溉一次,畝均用水量約 200 立方米;如今依據(jù)土壤墑情數(shù)據(jù)按需灌溉,當(dāng) 10cm 土層含水量低于 18% 時啟動灌溉,畝均用水量降至 120 立方米,節(jié)水率達(dá) 40%,同時小麥因水分供應(yīng)精準(zhǔn),千粒重增加 2-3 克,畝產(chǎn)提升 10%。在溫室大棚中,氣象站還能聯(lián)動滴灌系統(tǒng),根據(jù)土壤墑情數(shù)據(jù)自動控制灌溉時長與頻率,如草莓種植中,當(dāng) 20cm 土層含水量低于 20% 時,滴灌系統(tǒng)自動開啟,每次灌溉 30 分鐘,既保證草莓水分需求,又避免根系澇害,畸形果率下降 15%。
二、數(shù)據(jù)支撐施肥:精準(zhǔn)匹配養(yǎng)分,提升肥料利用率
田間小型氣象站通過監(jiān)測土壤電導(dǎo)率、空氣溫度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù),結(jié)合作物生長階段,為施肥提供精準(zhǔn)指導(dǎo),減少肥料浪費與土壤污染。土壤電導(dǎo)率傳感器可反映土壤養(yǎng)分含量(電導(dǎo)率值與土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分濃度正相關(guān)),當(dāng)電導(dǎo)率低于作物生長所需閾值(如黃瓜苗期電導(dǎo)率臨界值 1.2mS/cm、葡萄轉(zhuǎn)色期 2.0mS/cm)時,說明土壤養(yǎng)分不足,需及時施肥;若電導(dǎo)率高于閾值,則暫停施肥,防止養(yǎng)分過剩導(dǎo)致作物徒長或燒根。同時,空氣溫度與光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)可優(yōu)化施肥時間:當(dāng)溫度處于 20-28℃、光照強(qiáng)度大于 30000lx 時,作物光合作用與養(yǎng)分吸收效率高,此時施肥能提升肥料利用率;若溫度高于 35℃或低于 10℃,作物吸收能力弱,施肥效果差,需避開該時段。
在山東壽光蔬菜大棚,田間小型氣象站讓施肥決策更科學(xué)。過去農(nóng)戶憑經(jīng)驗每月施 2 次復(fù)合肥,畝均施肥量 50 公斤,部分地塊因養(yǎng)分過剩出現(xiàn)土壤板結(jié);如今依據(jù)土壤電導(dǎo)率數(shù)據(jù)施肥,當(dāng) 10cm 土層電導(dǎo)率低于 1.5mS/cm 時,針對性補(bǔ)充氮磷鉀配比為 1:1:2 的復(fù)合肥,畝均施肥量降至 35 公斤,肥料利用率提升 30%,同時番茄果實硬度增加、貨架期延長,商品率提升 8%。在果園種植中,結(jié)合光照數(shù)據(jù)施肥效果同樣顯著:蘋果著色期需充足光照(日均光照≥6 小時),此時依據(jù)土壤電導(dǎo)率數(shù)據(jù)補(bǔ)充磷鉀肥,能促進(jìn)花青素合成,果實著色均勻度提升 20%,含糖量增加 1.5 個單位。
田間小型氣象站的數(shù)據(jù)應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)灌溉、施肥的粗放模式,讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從 “經(jīng)驗主導(dǎo)" 轉(zhuǎn)向 “數(shù)據(jù)驅(qū)動"。通過精準(zhǔn)匹配作物的水分與養(yǎng)分需求,不僅降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本(節(jié)水、節(jié)肥、省人工),還提升了作物產(chǎn)量與品質(zhì),為農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。未來,隨著數(shù)據(jù)模型的不斷優(yōu)化,氣象站還將實現(xiàn) “作物 - 環(huán)境 - 養(yǎng)分" 的精準(zhǔn)匹配,進(jìn)一步釋放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力。