欧洲葡萄酒产业引入高科技，传感器作用太大了

对于经常使用简单工具的劳动工作，现代农业可说是齐集各种工程活动之处。有些开发工作的目标在于减轻环境挑战；其他的研究专注于栽培与收获的技术解决方案。而对于监测与管理生长具生产力的植物而言，能在野外严苛情况下精确操作的先进传感器、软件与系统至关重要。

德国是一个以农业和高科技而闻名的国家，最近有机会在其位于欧洲最佳葡萄酒产区之一的农业研究所——盖森海姆大学(Geisenheim University)举行“开放参观日”(open house)时展示高科技和农业的融合(图1)。很自然地，在Geisenheim进行的大量研究都着重于葡萄栽培(图2)。

图1：德国盖森海姆大学的open house展示高科技和农业的融合

图2：Geisenheim的大多数研究重点都是葡萄酒及其产品

图3：在受测葡萄藤周围的发射器持续较高的CO2排放浓度，以模拟未来的环境条件

在这座大学葡萄园(没错，学校也自行酿酒)中，首先映入眼帘的是从葡萄树上冒出来大规模、奇特的发射器组。LOEWE研究组织FACE2FACE在Geisenheim和基森大学(Justus Liebig University)的露天试验设施中部署了自由空气CO2浓度(FACE)系统，以协调大气CO2浓度升高对植物生长影响的研究。发射器塔将气流喷洒到葡萄藤上，以模拟未来的环境。“全球暖化”问题尚待讨论，但CO2排放量上升是不争的事实，必须调查对于酿酒而种植葡萄的影响。Geisenheim正对蔬菜进行类似的研究，而在蔬菜园的设置并不那么高(如图4)。

图4：蔬菜的测试设置也可用于监测和控制温度

图5：叶绿素传感器

图6：Geisenheim大学教授Susanne Tittmann利用管理软件对传感器进行编程

FACE系统能在限定区域内调节CO2浓度(以及蔬菜、空气温度等)，使其得以模拟从现在到2050年期间的预期状况。针对与草原、葡萄栽培和园艺有关的农业生态系统，研究的目的在于制定气候变化调整策略，包括减轻全球暖化对作物影响的方法。

当然，人们必须能够测量所设置的内容，FACE安装也不例外。除了监测CO2浓度与调节气体输出的传感器以外，还有叶绿素传感器可以持续侦测植物新陈代谢和生长读取(图5)，以及控制和记录电子设备，以管理和监测计划(图6)。传感器每隔几分钟检查一次，提供近乎实时的生长和发展监控(图7)。这些系统必须十分坚固耐用，才能用于野外。

图7；叶绿素传感器每隔几分钟检查一次

如同太阳光谱的另一个农业研究领域是植物工厂的“生长灯”，它广泛适用于业余爱好者到垂直工厂的农民等每个人。特定光谱的LED生长灯能节省大量能量，但有些人认为，对于某些植物物种而言，只适用于宽带谱的生长灯才能正确开发。

图8：电浆灯开发团队 （来源：Jan Michael Hosan/Hessen Agentur）

Geisenheim城市园艺与植物发展研究所(Institute for Urban Gardening and Plant Development)目前正在研究高效率、宽带谱的生长灯，以确定更广泛的产量是否有利于植物生长。电浆技术(由Plasma International提供)能以标准白炽灯一半的功率运作，适用于测试装置的园艺灯具，以提供具有太阳光谱般的高效光源(图8)。研究人员期望更多的光线将有助于缩短植物所需的培养期，同时仍能生产出比一般温室灯生长的植物更加健康和更高质量的植物。

在自行酿酒的大学校园中，open house最棒之处在于看过所有技术之后稍作歇息的时间。活动现场的葡萄酒摊位(图9)另一方面也提醒着研究人员进行这项任务的目的：在可预见的未来，让人们能一直享受葡萄酒和美食。

图9：享受研究成果

编译：Susan Hong

本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载

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