水肥一體(tǐ)化全面推广的这几年,农业物(wù)联网技术已经完全运用(yòng),农田水肥一體(tǐ)化智能(néng)灌溉系统可(kě)以对不同作物(wù)的需水、需肥规律以及土壤环境和养分(fēn)含量状况,自动对水、肥进行检测、调配和供给,在提高灌溉用(yòng)水效率同时又(yòu)实现了对灌溉、施肥的定时、定量控制,不仅仅能(néng)够节水节肥节電(diàn),并且还能(néng)够减少劳动力的投入,降低人工成本。该系统广泛应用(yòng)于大田、旱田、温室、果园等种植灌溉作业。
水肥一體(tǐ)化技术是将灌溉与施肥融為(wèi)一體(tǐ)的农业新(xīn)技术,借助压力系统(或地形自然落差),将肥料按土壤养分(fēn)含量和作物(wù)种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量,喷洒在作物(wù)发育生長(cháng)區(qū)域,使生長(cháng)區(qū)域土壤始终保持疏松和适宜的含水量,同时根据不同的作物(wù)的需肥特点,土壤环境和养分(fēn)含量状况,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分(fēn)、养分(fēn)定时定量,按比例直接提供给作物(wù)。
水肥一體(tǐ)化系统通常包括水源工程、首部枢纽、过滤系统、田间输配水管网系统和控制软件平台等部分(fēn),还会配套田间气象监测站、土壤墒情监测站。在实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同,水肥一體(tǐ)化自动施肥系统可(kě)能(néng)仅由部分(fēn)设备组成。
水源工程
江河、渠道、湖(hú)泊、井、水库均可(kě)作為(wèi)水源,只要水质符合灌溉要求,均可(kě)作為(wèi)灌溉的水源。為(wèi)了充分(fēn)利用(yòng)各种水源进行灌溉,往往需要修建引水、蓄水和提水工程,以及相应的输配電(diàn)工程,这些统称為(wèi)水源系统。
水源工程主要涉及的控制系统有(yǒu)水泵启停控制系统,蓄水池水位遠(yuǎn)程监测系统等。根据泵房内的水泵、管路等,可(kě)灵活设计。
其首部枢纽系统主要包括水泵、过滤器、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备(水肥一體(tǐ)机)和自动化控制设备。首部枢纽担负着整个系统的驱动、检控和调控任務(wù),是全系统的控制调度中心。
过滤系统
过滤设备是水肥一體(tǐ)化应用(yòng)的必备设备,部分(fēn)使用(yòng)者错误的认為(wèi)井水或其他(tā)水源很(hěn)干净,不需要过滤,而事实上井水经常含有(yǒu)粗砂、细砂和一些化學(xué)物(wù)质,堵塞滴头。
因此,必须根据水源、水质、灌水器流道尺寸等精心选择过滤设备。常用(yòng)的过滤器有(yǒu)离心式过滤器、筛网式过滤器、叠片式过滤器、砂石过滤器等。
水肥一體(tǐ)机是整个智能(néng)水肥灌溉系统的核心。水肥一體(tǐ)机以自控单元為(wèi)核心,通过传感检测技术、微处理(lǐ)器技术、计算机技术等信息化技术,实现水肥供应的自动管理(lǐ)和分(fēn)配。系统根据用(yòng)户设定好的施肥比例、施肥时间及循环模式、EC/pH平衡条件等各种逻辑组合,由控制器通过一组注肥器電(diàn)磁阀门和一套EC/pH监测系统适时适量定比例地将将各种肥料注入到灌溉管道中,自动完成施肥任務(wù),合理(lǐ)控制水肥供应。
用(yòng)户通过操作触摸屏进行管控,控制器会按照用(yòng)户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制,节水节肥、省力省时、提高产量,专用(yòng)于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。
输配水管网系统
由干管、支管、毛管组成。干管一般采用(yòng)PVC管材,支管一般采用(yòng)PE管材或PVC管材,管径根据流量分(fēn)配置,毛管目前多(duō)选用(yòng)内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带;部及大口径阀门多(duō)采用(yòng)铁件。干管或分(fēn)干管的端进水口设闸阀,支管和辅管进水口处设球阀。
输配水管网的作用(yòng)是将部处理(lǐ)过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器,毛管是微灌系统的末一管道,在滴灌系统中,即為(wèi)滴灌管,在微喷系统中,毛管上安装微喷头。
无線(xiàn)阀门控制系统
通过对种植區(qū)土壤墒情信息、小(xiǎo)气候信息和作物(wù)長(cháng)势信息的实时监测,采用(yòng)无線(xiàn)或有(yǒu)線(xiàn)技术,实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息,结合当地作物(wù)的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门,实现无人职守自动灌溉,分(fēn)片控制,预防人為(wèi)误操作。
阀门控制终端直接与管网布置的電(diàn)磁阀相连接,接收到田间工作站的指令后对電(diàn)磁阀的开闭进行控制,一套阀门控制终端可(kě)控制多(duō)个電(diàn)磁阀。
電(diàn)磁阀是控制田间灌溉的阀门,電(diàn)磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分(fēn)来确定安装位置及个数。
环境数据采集:土壤墒情监测系统(田间气候监测系统)
水肥一體(tǐ)化控制是以土壤墒情测试数据作為(wèi)基础,根据土壤墒情监测规范要求设计,不仅可(kě)实时监测墒情的最主要参数——土壤水分(fēn),还可(kě)根据用(yòng)户需求增加探头,监测土壤温度和土壤電(diàn)导率,土壤PH值等,以及空气温度湿度,光照强度,风速风向,二氧化碳,雨量等信息。