手動灌溉是勞動密集型和重復性的，因此它是個應該自動化的溫室任務之一。盡管自動化灌溉很容易，但自動化系統并不一定節水。許多種植者使用計時器來控制灌溉，但計時器并未考慮由溫度、光線和濕度水平的自然波動引起的植物用水的日常變化。此外，植物用水量隨著植物的生長而增加。這使得難以使用計時器獲得有效灌溉。鑒于北美許多地區水資源日益緊張，溫室行業需要轉向更高效的灌溉系統。
土壤水分傳感器為根據植物需要自動化溫室灌溉提供了有希望的新機會。我們廣泛使用土壤水分傳感器探針，這些探針小到可以放入 4 英寸的盆中，并且發現這些探針可以準確測量無土基質的體積含水量。我們已將 土壤水分傳感器 探針集成到自動灌溉系統中，從而可以根據植物的實際用水量灌溉植物。
傳感器確保植物永遠不會經歷干旱壓力
使用土壤水分傳感器控制灌溉背后的基本思想很簡單：當植物使用水時，它們會從基質中吸取水分，因此基質的含水量會減少。土壤水分傳感器檢測到這些變化當基質含水量低于用戶設定的設定值時，可用于打開灌溉閥。這導致頻繁使用少量水，灌溉頻率會根據底物水分消耗率自動調整。這種灌溉方法會自動替換植物使用的水或因蒸發而流失的水，并確保植物永遠不會受到干旱脅迫。通過使用植物實際需要的水量進行灌溉，可以大大減少用水量和浸出量。這可以限度地減少污染，而無需使用昂貴的循環灌溉系統或大型池塘來捕獲徑流。
它真的有效嗎？
為了測試這種灌溉方法并確定矮牽牛良好生長需要多少水，我們在底物水位為 5% 到 40% 的情況下種植它們。灌溉由基質中的土壤水分傳感器探針控制，該探針與數據記錄器相連。在移栽幼苗后的前 9 天，所有基質都保持充足的水，以使植物生長。之后，我們的灌溉系統將底物含水量(處理范圍為 5% 至 40%)保持 20 天，然后收獲植物。
我們的灌溉系統在整個研究中表現良好。一旦特定容器中的底物水分干燥到灌溉設定點，我們的自動灌溉系統就開始灌溉該托盤。基材的含水量通常保持略高于設定點。
較高的灌溉底物水設定點導致更頻繁的澆水。盡管灌溉量隨著底物水位的增加而增加，但在任何處理中都沒有浸出。在實驗的最后 20 天，即使是的植物也僅獲得了 650 毫升(約 21 液量盎司)的水。用水量的處理中的每日用水量范圍從僅 15 至 20 毫升/植物/天(剛好超過一湯匙！)當植物較小時到 45 毫升/植物/天(3 湯匙)結束時實驗。
實驗過程中基材的含水量。使用 土壤水分傳感器 探針控制灌溉，每當底物含水量低于灌溉設定點時，就會自動向底物中添加少量水。有八種不同的處理，設定點范圍從 5% 到 40%。
植物生長隨著底物含水量的增加而增加，但 25%、30%、35% 和 40% 的處理之間幾乎沒有差異。由于植物生長與植物接受的水量高度相關，基于基質含水量控制灌溉可能是控制快速伸長植物生長的可行方法。基質含水量(左)和總灌溉量(右)對矮牽牛干重的影響。通過控制基質含水量來控制灌溉被證明是控制植物生長的有效方法。
種植者如何使用它？
幾個品牌的溫室控制系統可以測量 土壤水分傳感器 探針，并可用于基于這些測量值自動灌溉。種植者應該與他們的控制系統制造商聯系，看看它是否可以測量這些探針。對于喜歡獨立控制器的種植者，我們開發了一種控制器，當基質水含量低于種植者確定的設定點時，該控制器可以灌溉植物。該控制器還允許種植者設置灌溉持續時間和后續灌溉之間的最短時間段。
尚未準備好將灌溉轉為土壤水分探頭的種植者可以通過使用 土壤水分傳感器 探頭和的手持式儀表或數據記錄器來獲取有關植物用水需求的寶貴信息。手持式儀表允許種植者將傳感器放置在他們的一些花盆中，并定期測量基質的含水量。數據記錄器可以將數據無線發送到您的計算機，讓您可以通過圖形顯示實時監測底物含水量的變化。使用這項技術將使種植者更好地了解植物需要多少水，并有助于做出更好的灌溉決策。
提高植物品質
看來在不久的將來，種植者可能會使用傳感器自動灌溉，從而有效地給植物澆水并提高植物質量。該技術目前可用，并且正在制定其使用指南。但是，接下來呢？未來，我們希望更好地了解用水量如何根據溫室中作物的位置(例如，靠近冷卻墊或風扇)、種植的植物數量和環境因素而變化。一個令人興奮的新進展是，較新的探針可以測量底物EC和水含量。這可能允許種植者同時控制灌溉和施肥。
