聶影

摘要：為驗(yàn)證DP-Ⅰ型自動(dòng)溫濕控制設(shè)備在育苗大棚的應(yīng)用效果，在新民縣湖臺(tái)鎮(zhèn)車(chē)古營(yíng)子村水稻育苗基地進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：機(jī)具的可靠性、自鎖性、安全性、溫度傳感器準(zhǔn)確度、溫控系統(tǒng)準(zhǔn)確度及土壤相對(duì)濕度等指標(biāo)均符合規(guī)定。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)溫濕控制設(shè)備；卷膜器自鎖性；溫度傳感器；自動(dòng)溫控系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）07-0013-03

水稻是遼寧省僅次于玉米的第二大糧食作物。目前，水稻生產(chǎn)主要以水稻育秧栽培為主。水稻的品質(zhì)和產(chǎn)量與育秧等農(nóng)事操作密切相關(guān)，其中培育壯苗是重中之重。大棚溫度、濕度是決定棚內(nèi)水稻秧苗生長(zhǎng)發(fā)育的一項(xiàng)重要環(huán)境因素。目前，全省水稻育苗大棚的卷膜和放膜通風(fēng)工作，主要沿用手動(dòng)操作來(lái)完成。灌溉方式主要是大水漫灌，浪費(fèi)水資源、費(fèi)工，而且易使土壤板結(jié)，工作效率低。為此，遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制一種自動(dòng)溫、濕控制設(shè)備，監(jiān)控水稻育苗不同生長(zhǎng)時(shí)期所需的溫、濕度，為秧苗生長(zhǎng)提供最適環(huán)境。

1 DP-Ⅰ型自動(dòng)溫濕控制設(shè)備工作原理

根據(jù)水稻秧苗的不同時(shí)間、不同生長(zhǎng)階段對(duì)溫度、濕度的需要，在系統(tǒng)控制面板上進(jìn)行溫、濕度臨界值初始設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)將用戶設(shè)置的值保存在芯片中，通過(guò)溫、濕度傳感器對(duì)大棚進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并傳送給單片機(jī)，通過(guò)控制面板顯示大棚溫、濕度。將檢測(cè)到的溫、濕度與預(yù)先設(shè)置好的溫、濕度臨界值進(jìn)行比較，若實(shí)時(shí)溫、濕度達(dá)到臨界值，調(diào)用控制模塊自動(dòng)執(zhí)行通風(fēng)、噴灌操作。若實(shí)時(shí)溫、濕度超過(guò)臨界值，則進(jìn)行報(bào)警，直至達(dá)到需求的溫、濕度。

自動(dòng)控溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)的溫、濕度調(diào)整，確保需要的棚室溫、濕度，為水稻秧苗提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，提高作業(yè)效率，極大降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 DP-Ⅰ型自動(dòng)溫濕控制設(shè)備性能試驗(yàn)

為驗(yàn)證DP-Ⅰ型自動(dòng)溫、濕控制設(shè)備在大棚水稻育苗過(guò)程中的應(yīng)用效果，試驗(yàn)點(diǎn)選擇新民縣湖臺(tái)鎮(zhèn)車(chē)古營(yíng)子村鶴湖農(nóng)機(jī)合作社的水稻育苗基地，根據(jù)項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容進(jìn)行相關(guān)作業(yè)試驗(yàn)，重點(diǎn)考核機(jī)具是否達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所規(guī)定的性能指標(biāo)，為機(jī)具改進(jìn)提供依據(jù)。

2.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)時(shí)間為2016年5月8日，試驗(yàn)地位于新民縣湖臺(tái)鎮(zhèn)車(chē)古營(yíng)子村水稻育苗基地。電壓為220 V；水源充足，水泵供水壓力滿足微噴需求；地形平坦開(kāi)闊，四周無(wú)遮擋，通風(fēng)狀況良好。

選取一棟160 m×10 m鋼骨架塑料大棚進(jìn)行自動(dòng)通風(fēng)、微噴試驗(yàn)。育苗棚內(nèi)采用育苗盤(pán)進(jìn)行育苗，自配營(yíng)養(yǎng)土。

工作電壓為DC 24 V。試驗(yàn)樣機(jī)和配套動(dòng)力均符合使用說(shuō)明書(shū)的要求，測(cè)量?jī)x器精度滿足測(cè)量要求，并經(jīng)校驗(yàn)合格。輸入電壓：220 V；工作電壓：DC 24 V；溫度測(cè)量范圍：0～50 ℃；溫度顯示誤差小于±1 ℃；土壤相對(duì)濕度上限指標(biāo)為85%～90%。

2.2 結(jié)果與分析

2.2.1 開(kāi)啟、關(guān)閉風(fēng)口時(shí)間 進(jìn)行人工與自動(dòng)溫控設(shè)備開(kāi)啟、關(guān)閉風(fēng)口時(shí)間試驗(yàn)，通風(fēng)口開(kāi)啟、關(guān)閉寬度為800 mm，利用秒表測(cè)量時(shí)間，結(jié)果如表1所示。

由表1中的數(shù)據(jù)可知：利用自動(dòng)溫、濕控制設(shè)備可以節(jié)省時(shí)間，提高設(shè)備效率。平均每次開(kāi)啟和關(guān)閉均需要2.79 min，而手搖開(kāi)啟和關(guān)閉平均每次需要11.04 min和11.18 min，大約比手搖開(kāi)啟和關(guān)閉節(jié)省8 min，節(jié)省時(shí)間為266%。同時(shí)，棚內(nèi)溫度相對(duì)穩(wěn)定，作物生長(zhǎng)環(huán)境適宜，有利于發(fā)苗，減少生理病害，促進(jìn)秧苗生長(zhǎng)。

2.2.2 卷膜器自鎖功能 采用目測(cè)法檢測(cè)，分別在額定行程的20%，50%，100%位置關(guān)閉卷膜器，查看突然失去動(dòng)力時(shí)，自鎖功能是否有效可靠。正反轉(zhuǎn)時(shí)每次各測(cè)3次，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

由表2的試驗(yàn)結(jié)果及2015年、2016年春節(jié)育苗生產(chǎn)運(yùn)行情況來(lái)看，卷膜器自鎖功能可靠，能夠滿足生產(chǎn)需要。

2.2.3 卷膜器可靠性 按照DG/T 056-2012《卷簾（膜）機(jī)》中5.3的規(guī)定開(kāi)展卷放膜90次試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

由90次開(kāi)啟試驗(yàn)及2015年、2016年春季育苗運(yùn)行結(jié)果可知，溫度傳感器未出現(xiàn)任何故障，滿足鑒定大綱要求。

2.2.4 溫度傳感器準(zhǔn)確度 啟動(dòng)自動(dòng)控溫設(shè)備，待其工作正常后查看顯示器溫度，再利用水銀溫度計(jì)測(cè)試溫度傳感器探頭位置溫度，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，顯示器顯示誤差較小，為0.1，低于±1.0 ℃，符合產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)所規(guī)定的技術(shù)參數(shù)。

2.2.5 自動(dòng)溫控系統(tǒng)準(zhǔn)確度 測(cè)試棚內(nèi)溫度后關(guān)閉通風(fēng)口，設(shè)定自動(dòng)控溫設(shè)備溫度，等待自動(dòng)控溫設(shè)備開(kāi)啟、關(guān)閉后，測(cè)試棚內(nèi)溫度，結(jié)果如表5所示。

從表5中的數(shù)據(jù)可知：每次誤差都較小，低于±1.0 ℃，符合產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)所規(guī)定的技術(shù)參數(shù)。

2.2.6 土壤相對(duì)濕度 土壤相對(duì)濕度是指土壤含水量與田間持水量的百分比或相對(duì)于飽和水量的百分比，用相對(duì)含水量表示。根據(jù)土壤相對(duì)濕度（R）確定旱情評(píng)估指標(biāo)（見(jiàn)表6）。

土壤濕潤(rùn)層深度是決定灌水定額的主要參數(shù)之一。目前，計(jì)劃濕潤(rùn)層深度取決于根系密級(jí)層深度，水稻育苗根系很淺，育苗盤(pán)土壤層厚度為3 cm，宜采用3～5 cm深度的土壤相對(duì)濕度作為土壤墑情評(píng)估指標(biāo)。選擇4個(gè)育秧盤(pán)進(jìn)行2次試驗(yàn)，育秧盤(pán)規(guī)格為300 mm×600 mm，噴頭流量150 L，微噴約30 min，噴頭間距約2 m。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定微噴時(shí)間與土壤相對(duì)濕度之間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)表7。

以往實(shí)踐證明，以土壤相對(duì)濕度85%～90%作為作物適宜土壤水分上限指標(biāo)，可以使計(jì)劃濕潤(rùn)層的土壤水分達(dá)到適宜作物生長(zhǎng)程度，有利于作物高產(chǎn)又避免水分浪費(fèi)。一般認(rèn)為，土壤相對(duì)濕度為75%～90%最好，最適合作物生長(zhǎng)。

由表7中的數(shù)據(jù)可知，土壤相對(duì)濕度值隨微噴時(shí)間延長(zhǎng)而增大，應(yīng)用此種模式噴灌，大約0.5 h可達(dá)到要求的相對(duì)濕度。

3 結(jié)論

連續(xù)試驗(yàn)（8 h）及春季水稻育苗生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)件損壞現(xiàn)象。機(jī)具的可靠性、安全性、生產(chǎn)效率及作業(yè)面積均可滿足要求，且指標(biāo)均符合規(guī)定。

試驗(yàn)證明，手動(dòng)卷膜器、電動(dòng)卷膜器、自動(dòng)溫濕控制設(shè)備三者工作匹配，即可以手動(dòng)、電動(dòng)，也可自動(dòng)，一機(jī)多用，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)大棚育苗空白。該設(shè)備質(zhì)量輕、用電低、自動(dòng)化程度高，是一種省工、省力適宜大棚水稻育苗的理想機(jī)型。該設(shè)備的應(yīng)用，使農(nóng)民從繁重勞動(dòng)中解放出來(lái)，不僅提高作業(yè)效率，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且減少病蟲(chóng)害發(fā)生，使秧苗茁壯生長(zhǎng)，為水稻豐收打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭陽(yáng)雪，孔祥洪，宋連偉，等.農(nóng)業(yè)大棚溫度遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（3）：1308-1310.

[2] 周俊，楊平，單聯(lián)柱.基于單片機(jī)的電力線載波溫濕控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2010（15）：100-102.

[3] 張宇，楊宏業(yè)，王銳，等.設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚多點(diǎn)溫度采集報(bào)警裝置[J].電子設(shè)計(jì)工程，2015（4）：114-116.