[发明专利]田间湛水感测装置、感测系统及感测方法

说明书

本发明提供了一种田间湛水感测装置、感测系统及感测方法。所述感测装置包含电导度尺，其设有至少一个侦测点所述至少一个侦测点设有电导度电极组；电路单元，与所述电导度尺电性连接以为其提供电压和/或电流信号以及接收来自电导度尺的侦测信号；以及电源供应单元模块，其与电路单元电性连接以提供所需电源。本发明还提供一田间感测系统，包含一云端服务器、至少一田间湛水感测装置以及一远端监控平台服务器。因此，本发明能够即时监测水田湛水深及比电导度以求达到最佳化水资源利用、节省水田用水量，降低植物损失率，同时可管理水田肥料施用量，提高产量，质量和利润等效果。若有工业废水污染水田灌溉用水，本系统可作为预警之用。

技术领域

本发明涉及田间用水侦测领域，特别是关于一种整合物联网架构、感测装置及监控平台的田间湛水感测装置、感测系统、及感测方法。

背景技术

现今，由于环境污染问题、都市化效应、滥垦滥伐以及降雨形态的改变导致可利用水资源越来越少，如何因应自然界的气候变迁，是全球必须共同面对的课题，必须加以调整水资源的经营和管理方式；另外，人为的不当破坏，则须由严格的规范和彻底的执行，才能有效提高管理的效率来改善。因此，必须加强水资源的管理。经由有效的调配和管理不但可以减少水资源的浪费，更能提升水资源的使用效率。

目前水稻田的灌溉多以人工操作配水，因此导致灌溉水量无法精密控管，调控过程的输水损失亦无法精确计算。而随着气候变迁导致丰枯水期降雨不均现象更加剧烈，若能由用水量最大来源的水稻田用水，以精准调配水量的技术，节省用水，应可大量提升不同用水标的的水资源调配空间，为目前极重要的发展领域与方向。

田间用水管理，以维持适当的湛水深度为关键，即于水稻插秧后，在水田维持适当的淹水深度，以缓冲环境对水稻生育初期所造成的不利影响。维持湛水深度的时间一期作约30-35天，二期作约20-25天，水深约为4-6公分。除此之外，适当的湛水深度有助于提升水稻吸收所需的水分及养分，并保持土壤的还原状态使杂草种子不能获得足够生长机会，以达到有效控制杂草的目的。因此，水稻田的湛水深度管理除了关系到农作灌溉的水资源利用外，对稻作的生长亦十分重要，也就是农夫在稻作期间每天巡田水的主要原因。

由于面临因气候变迁或原本水资源不足区域，近年，国际间推动稻作强化体系(System of rice intensification,SRI)或在雨季使用深水密植栽培(Deepwatermanagement practice,DMP)；其中，SRI采用干湿交替灌溉(Alternative Wet and Dry,AWD)，并于不同水稻生长期时期保持不同湛水深度，可以有效节省灌溉用水量，且土壤通气性措施，改善水田生态环境，提高回归水品质，提高稻米品质等好处。但所述方法对湛水深度的管控更严格，是推动的主要困难之一。

由上述可知，水稻田的湛水深度管理除了关系到农作灌溉的水资源利用外，对稻作的生长均十分重要，然而目前仍缺乏有效即时的管理方式，对水稻田的水资源管理与稻作生产确实是亟待解决的问题。

除了上述所说关于水资源的管控之外，精确农业(Precision Agriculture)被认为是现代农业(Modern agricultural)第三波革命的关键，精确农业中利用大量的即时监测器/感知器(Real-time sensors)监测农作物的用水状况、湿度、NP营养盐、pH、EC等数据，使农业生产的效率得以提升。精确农业事实上是物联网应用在现在农业的实践之一，提升水稻田的灌溉用水管理效率外，提高水资源的调配的弹性。

发明内容

有鉴于此，本发明人藉由开发智慧化电导度尺及进一步结合物联网建立即时智慧化水稻田用水及水质管理系统，以即时监测水稻田的湛水深度及比电导度以求达到最佳化水资源利用、降低植物损失率，缩短生产时间，减少农药施用，提高产量、质量和利润等效果。另外，本发明亦可以做为推动水稻田精确农业化的基础。