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精準農業用濕度等感測技術協助耕作 可提升水資源及肥料利用率

能自動調節開關的變異率噴灑器,可改善水與肥料利用率。法新社

農業生產利潤已經相當微薄,而監管部門不僅持續加強控管珍貴水資源的運用,更致力於減少土壤養分流失與過度施肥。如今精準農業(precision agriculture)運用變異率(variable-rate)技術,在最需要灌溉與施肥的地方噴灑精準的分量,改善水與肥料利用率,也提升了最終收穫的品質與數量,為灌溉產業帶來巨大變革。

據Farms.com報導,以GPS技術為基礎的精準農業,已成為農業生產的常態。美國西部農民每年從大型水井取水的總量正面對監管部門愈加嚴格的限制,因此對能更有效運用水資源的方式趨之若鶩。再加上不過度施肥的經濟考量,擅長流體噴灌(fluid injection)技術的廠商,如位於科羅拉多州(Colorado) Yuma的Agri-Inject,均確信可更精準管理灌溉及施肥的系統已到了能夠大展身手的最佳時機。

變異率技術最初是應用於乾肥的施用,現已運用於灌溉系統。變異率灌溉的使用能配合成長中作物需水量而自動調節開關的噴灑器,運用感測器持續監控每一處土壤的濕度,以指引噴灑器適時運作。

Agri-Inject指出,善用先進的科技與設備,灌溉系統成了更有價值的工具,整合灌溉與包括養液滴灌(fertigation)與化學溶液灌溉(chemigation)的濕肥施用,已達到前所未有的精確與效率,更為透過先進灌溉系統保護作物的產品開創新機。

Agri-Inject研發的「reflex」比例噴灑系統(proportional injection system)能監測灌溉系統變動的水流量,並即時調整肥料及化學溶液噴灑的速度,以確保一致的覆蓋範圍與噴灑量。目前灌溉應用因作物、土壤種類、濕度探針讀數、噴灑器的速度及其他變數而多樣化,針對特定農地,還可以視需要每15分鐘更改1次系統操作指示,成為變異率化學溶液灌溉及養液滴灌的完美工具。

在Yuma北方Irrigation Research Foundation的農場,研究人員整合了土壤濕度感測器、Agri-Inject流體噴灑控制系統及配備變異率噴灑頭和reflex控制台的變異率灌溉系統,實地進行灌溉、養液滴灌及化學溶液灌溉測試,讓系統使用者接收即時資料,並動態調整系統運作。

另外除了濕度感測,AgTech News網站提到,OptRx研發的作物感應器會對農作物發出光線,並藉由反射光來測量、記錄作物的各種數據,藉此提供農人做出更精準的決策。

OptRx作物感應器可以協助農人根據植物的活力來施肥。例如,感應器可以告訴使用者,在健康的玉米田中使用較少的氮肥,在比較弱的玉米田則多用一些。藉由記錄農作物的活力差異,提高生產效率。

感應器安裝在噴桿上,當農人駕駛經過田野時,可以蒐集訊息。數據被記錄下來,可用來做進一步分析。這些數據是精準農業的關鍵,讓農人在田地中蒐集資訊、分析、然後根據數據做出決策。

OptRx的感應器使用新的Virtual Reference Strip技術,可以偵測出田地中最健康的部分,不必在施作前使用多餘的氮肥。此外,OptRx感應器提供更友善的介面。OptRx也可連結到螢幕,直接讀取感應器的數據,進行農作監測。

OptRx使用紅邊光波(red-edge light wave)來掃描作物。一般產品大多使用紅光波,但研究顯示在高密度的農作物當中會沒有效用。紅邊光波則可以克服這樣的問題,且在植物生長後期仍能發揮效果。

OptRx使用單一演算法,而測試證明,使用單一演算法會比多重演算法得到更好的結果。此外,OptRx的光感應技術,不需仰賴環境光,使用上更具彈性。

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