在设施农业中,灌溉决策长期依赖经验:看天、看土、看叶。我们在一处连栋大棚做了小范围试验,把灌溉从「定时定量」改为「预测驱动」。
方法上分三层:一是用埋深 20cm 与 40cm 的墒情传感器采集含水率,并做零点漂移校正;二是接入逐小时气象预报,用 Penman-Monteith 公式计算参考蒸散量 ET0,结合作物系数得到未来 48 小时的耗水曲线;三是把耗水曲线、阀门同开数上限、单次最短灌溉时长作为约束,输出轮灌顺序与各棚灌溉时长,每天滚动更新一次。
阶段进展:12 个大棚连续运行 6 周,墒情越限(低于田间持水量 60%)次数由每周约 9 次降至 3 次;因避开正午高温时段灌溉,单棚日灌溉量下降约 12%,产量未见明显波动。需要说明的是,该结果仅在沙壤土、番茄单一种植结构下验证,更换作物或土质需重新标定作物系数。
下一步计划:将阀门同开数约束改写为混合整数规划求解,压缩排程计算时间;同时接入分时电价,把轮灌尽量压到谷电时段,评估电费节约与墒情波动的权衡。

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