现代农业气象站(尤其是智慧农业场景下的IoT智能气象站)通常会观测二氧化碳(CO₂),且CO₂是核心监测参数之一——这与作物生长机制、智慧农业精准调控需求直接相关,也是物联网技术在农业气象监测中的典型应用方向。
一、为什么农业气象站需要观测CO₂?
1.作物生长的“关键原料”:CO₂是植物光合作用的核心原料,其浓度直接影响光合效率、作物生长速度、产量和品质。
2.精准种植的“决策依据”:
- 温室大棚/植物工厂:通过CO₂数据联动通风设备、CO₂发生器,自动调控浓度(一般作物适宜浓度为800-1500ppm,高于大气自然浓度380ppm左右),避免浓度过低导致光合不足,或过高抑制呼吸作用。
- 露天智慧农田:监测田间CO₂分布,辅助判断土壤肥力(土壤微生物分解有机物会释放CO₂,浓度异常可能反映土壤板结、有机质不足)、作物群体密度是否合理(密植过大会导致局部CO₂匮乏)。
3.环境胁迫的“预警信号”:例如,作物病虫害爆发时,叶片光合作用减弱,田间CO₂浓度可能异常升高;干旱、高温胁迫下,作物气孔关闭,也会间接影响CO₂吸收效率,通过数据异常可辅助预警灾害。
二、农业气象站中CO₂的观测方式
智慧农业气象站的CO₂观测依赖物联网传感技术,典型方案如下:
1.传感器选型:采用红外CO₂传感器(精度高,响应快,量程通常为0-5000ppm/0-10000ppm,满足农业场景需求),传感器集成温湿度补偿功能,避免环境温湿度影响测量精度。
2.数据采集与传输:
- 传感器通过I2C/SPI接口连接IoT数据采集模块,实时采集CO₂浓度数据。
- 数据经无线通讯模块传输至聚英云平台,支持手机APP/电脑端实时查看、历史数据追溯、阈值报警,例如,CO₂低于800ppm时自动推送补肥/通风提醒。
3.联动控制:与智慧农农业气象站观测二氧化碳吗业控制系统对接灌溉系统、通风设备、水肥一体机等,实现自动化调控——例如,温室CO₂浓度低于设定值时,自动开启CO₂发生器;浓度过高时,联动天窗或风机通风。
三、不同场景下的CO₂观测侧重点
| 应用场景 | CO₂观测核心需求 | 配套监测参数(协同分析) |
| 温室大棚/植物工厂 | 精准控制浓度(800-1500ppm),联动设备自动化调控 | 温湿度、光照、土壤墒情、光合有效辐射 |
| 露天智慧农田 | 监测区域CO₂分布,辅助判断土壤肥力、作物群体合理性 | 风速、风向、降水、土壤温湿度、气压 |
| 生态农业园区 | 结合CO₂通量观测,分析农田生态系统碳循环(如作物固碳效率) | 净辐射、蒸发量、土壤呼吸速率 |
传统基础气象站(仅监测温湿度、降水、风速等)可能不包含CO₂观测,但面向智慧农业的IoT智能气象站,CO₂是必备监测参数——其核心价值在于通过物联网技术实现“数据采集-分析-决策-控制”闭环,为精准种植、提质增产提供科学依据,这也是无线通讯模块、数据采集模块在农业气象场景中的核心应用之一。