Автоматизация полива и подкормки растений

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОЛИВА И ПОДКОРМКИ РАСТЕНИЙ

Задача системы управления поливом — поддержание влажности почвы в определенных пределах. В некоторых случаях одну и ту же систему используют для полива почвы и увлажнения воздуха. С точки зрения эффективности наилучшими системами полива являются струйные и капельные. В то же время наибольшее распространение получили стационарные дождевальные системы, использующие распылители дефлекторного типа, к которым вода подается через специальный вентиль. В связи с ограниченной мощностью источника водоснабжения одновременный полив всех теплиц блока невозможен, и поэтому автомат полива должен действовать по определенной программе. Эта программа пускается по команде оператора или от измерительных преобразователей влажности воздуха.

С технологической точки зрения требуемое количество воды нужно подавать в несколько приемов. Заданную кратность полива также устанавливает оператор.

В некоторых конструкциях автоматов полива при поступлении информации о понижении относительной влажности воздуха в одной из теплиц блока программа полива прерывается и система переключается на увлажнение воздуха в той теплице, из которой поступил сигнал. По окончании цикла увлажнения автомат возвращается к выполнению прерываемой программы полива.

Рис. 6.11. Технологическая схема мембранного вентиля с электромагнитным приводом:

Команда на повторное увлажнение воздуха в теплице может выполняться как через заданный интервал времени, так и через интервал, зависящий от уровня освещенности (чем выше освещенность, тем меньше интервал). Программа полива (увлажнения) должна автоматически прерываться при уменьшении расхода воды на полив, при аварийном повышении температуры поливной воды, а также при снижении уровня естественной освещенности (обычно до 2 лк).

Главный недостаток рассмотренных технологий заключается в ручном задании норм полива.

/—мембрана; 2—электромагнит; 3 — канал сброса воды из надмембранной полости Возможный вариант нормированного полива — использование вычислительного устройства, реализующего алгоритм рас;

Рис. 6.12. Функциональная схема САУ влажностью воздуха:

/ — обегающее устройство; 2— переключатель набора программы полива; 3— мембранный вентиль; 4 — насос поливной воды чета нормы полива в зависимости от ряда факторов: продолжительности предполивного периода и теплоты от солнечного излучения, поступившей в теплицу, влажности почвы на момент начала полива; плотности посадки растений и средней плотности листовой поверхности; влажности окружающего воздуха и т. д.

В овощеводстве в сооружениях защищенного грунта минеральные удобрения, как правило, вносят в растворенном виде вместе с поливной водой. Концентрированный раствор минеральных удобрений приготавливают в накопительном баке, а затем наносы-дозаторы перекачивают его в магистраль поливной воды. Количество концентрированного раствора минеральных удобрений определяется положением специального клапана.

Систему подкормки растений минеральными удобрениями вводят в работу вручную или автоматически одновременно с включением системы полива, но только в том случае, если заданная кратность полива больше единицы. Этим гарантируется промывка системы полива после окончания подкормки.

Одна из основных характеристик растворов минеральных удобрений — показатель кислотности pH, характеризующий протекание кислотно-щелочной реакции в гидропонной теплице. Теоретически pH может изменяться в диапазоне 0…14. При pH 7 щелочной.

Характер реакции питательного раствора оказывает сложное и разностороннее влияние на рост и развитие растений. При этом в разные периоды роста растений требуется различное значение pH. При pH 8 рост растений также резко снижается из-за того, что многие минеральные вещества осаждаются на поверхности корней и затрудняют дыхание и питание растений.

Для каждого вида растения существует свое оптимальное значение pH, которое для большинства находится в пределах 5…7 pH. В процессе роста растений pH тепличной почвы изменяется, поэтому значением pH питательного раствора необходимо управлять.

Интенсивность фотосинтеза зависит от концентрации диоксида углерода. В ночные часы концентрация С0₂ возрастает до 0,05%, а в дневные часы падает до 0,01%. В случае увеличения концентрации С0₂ в атмосфере теплицы с 0,03 до 0,15% скорость фотосинтеза возрастает на 10…20%. Очевидно, что требуемая по агротехническим нормам концентрация С0₂ может быть достигнута только в результате применения специальных систем подкормки, т. е. за счет искусственной подачи С0₂ в теплицу. Расчетная подача С0₂ зависит от объема теплицы и в среднем составляет 50…70 кг/ч на 1 га.