以感測器協助作物栽培

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

Source: Greenhouse Grower, 2011, 11/21

Title: Growing better crops with sensors

Author: P. Ling

感測器可用以控制灌溉作業、控制溫度與濕度以得到作物成長的最佳化，減了勞力需求與減少昆蟲與病害的問題。

許多溫度以安裝自動控制設備進行環境調節與灌溉作業。新進的感測系統可用以協助控制性能，減少勞力需求。並且改進植物品質。

自動控制有兩型：開放型與回饋型。以時間控制噴霧器進行噴霧加濕作業，此稱為開放型。此種系統在一個固定時間點開始動作，作用一段時間之後即停止噴霧。溫室內部與外在大氣的氣候條件與作物當時生長狀況均不加以考慮。

密閉系統使用感測器的輸入訊號進行控制動作。例如密閉除濕系統即是使用相對濕度計。感測器量測值高於某一設定值，天窗打開孔入外氣以進行除濕。密閉型控制系統可以隨著內外氣候條件與作物生長條件進行環控。控制系統之性能，取決於感測器收集的數據是否準確與可靠，固而可進行及時與適當的控制作業。

“垃圾內，垃圾出”也可應用於溫室自動化控制。無論控制策略多複雜，或是控制設備多完善，準確的感測資訊是控制作業的絕對標準。感測器的放置位置與保護設施是影響控制系統性能的主要因子。

一、溫度控制

準確的溫度控制是作物生長最佳化的絕對條件。為了達到溫室節能，溫度量測位置要能夠代表植物生長環境。

溫度感測器需要放置於植物的上方，作物其位置無論是介盤、地面或是懸掛，溫度感測器之位置要有其代表性。放置不當例如將溫度計放置於加溫機附近，即失去代表性。

另一種常見錯誤是將溫度計暴露在陽光下，所量測之溫度則高於真正的氣溫。

二、感測器校正

為了確保感測器性能，溫度計與相對濕度計需要經常校正。

三、灌溉控制

灌溉策略顯著也影響植物生長。多餘水量使的作物生長軟化。水量不足，降低作物產量。灌溉策略與整合式病蟲害策略必需相結合。根部水分適當，可減低根腐病。溫室地面水量過多，真菌容易生長，溫室內相對濕度將是過高。

各種灌溉控制策略如表一。

四、葉溫量測

植物本體溫度可用以進行環控，並且進行病蟲害防治。光合作用速率由植物葉片溫度所影響，因此以此為指標。以控制溫室溫度。

控制葉溫以避免葉片上方有結霜現象，因此可減少病害。其控制要點即是維持葉片溫度高於附近空氣露點溫度。

表一、灌溉作業與自動化