通过哪些技术设备可实现农业上的精准施肥

土壤数据和作物营养实时数据的采集
对于长期相对稳定的土壤变量参数,象土壤质地、地形、地貌、微量元素含量等,可一次分析长期受益或多年后再对这些参数做抽样复测,在我国可引用原土壤普查数据做参考。对于中短期土壤变量参数,象N,P,K,有机质、土壤水分等,这些参数时空变异性大,应以GPS定位或导航实时实地分析,也可通过遥感(RS)技术和地面分析结合获得生长期作物养分丰缺情况。这是确定基肥、追肥施用量的基础。20世纪90年代以来,土壤实时采样分析的新技术、新仪器有了长足的发展进步。
1.基于土壤溶液光电比色法开发的土壤主要营养元素测定仪,在我国已有若干实用化的产品推广。
2.基于近红外(NIR)多光谱分析技术、半导体多离子选择效应晶体管(ISFET)的离子敏传感技术的研究已取得了初步的进展和研究成果[5,6]。
3.基于近红外(NIR)光谱技术和传输阻抗变换理论的土壤水分测量仪在我国已经研制成功。
4.基于光谱探测和遥感理论的作物营养监测技术研究也取得了一定的进展。
用植物光谱分析方法诊断植物营养水平具有快速、自动化、非破坏性等优点,但诊断专一性不够,解译精度也有待提高。在作物N营养与作物光谱特性方面,无论是多光谱被动遥感,还是激光荧光雷达主动遥感的研究和应用都已较为成熟,在外观未发现缺氮症状时,已能区分作物的N素营养水平。日本首先研制了叶绿素计应用于田间作物氮素营养水平诊断及指导施肥,取得了较好的效果,据日农机新闻1999年又报道了一种自动化施肥装置,在水稻生长期间,可根据其叶子进行判断,自动调节施肥量,用分光传感器分析水稻生长情况,同时用GPS系统导航,任何人都能进行操作。但植物中P、K和微量元素的营养水平与作物光谱特性的关系研究较少。国内外研究发现基于现在的仪器设备条件下,在严重缺磷时,光谱分析才能用作物磷营养诊断;钾只能区分3~4级营养水平。但随着一系列地球观测卫星的将在近几年发射,卫星影像空间分辨率和光谱分辨率的提高,遥感技术将在作物营养监测的中扮演重要的角色。

差分全球定位系统(DGPS)
无论是田间实时土样分析,还是精确施肥机的运作,都是以农田空间定位为基础的。全球定位系统(GPS)为精确施肥提供了基本条件。GPS接收机可以在地球表面的任何地方、任何时间、任何气象条件下至少获得4颗以上的GPS卫星发出的定位定时信号,而每一卫星的轨道信息由地面监测中心监测而精确知道,GPS接受机根据时间和光速信号通过三角测量法确定自己的位置。但由于卫星信号受电离层和大气层的干扰,会产生定位误差,美国提供的GPS定位误差可达100米,所以为满足精确施肥或精确农作需要,须给GPS接受机提供差分信号即差分定位系统(DGPS)。DGPS除了接收全球定位卫星信号外,还需接收信标台或卫星转发的差分校正信号。这样可使定位精度大大提高。我们在实验中用的美国GARMIN公司的GPS12XL 接受机,接收差分输入后可达到1~5的定位精度。现在民用DGPS已完全能满足精确施肥的需要。现在的研究正向着GPS-GIS-RS一体化,GPS-智能机械一体化方向发展。日本最近实验利用GPS定位插秧机、GPS定位自动施肥机,误差在10cm以内[14,15]。

决策分析系统
决策分析系统是精确施肥的核心,直接影响精确施肥的技术实践成果。决策分析系统包括地理信息系统(GIS)和模型专家系统二部分。GIS用于描述农田空间属性的差异性;作物生长模型和作物营养专家系统用于描述作物的生长过程及养分需求。只有GIS和模型专家系统紧密结合,才能制定出切实可行的决策方案,这也使现在国内外GIS集成的研究热点。在精确施肥中,GIS主要用于建立土壤数据、自然条件、作物苗情等空间信息数据库和进行空间属性数据的地理统计、处理、分析、图形转换和模型集成等。作物生长模型是将作物及气象和土壤等环境作为一个整体,应用系统分析的原理和方法,综合大量作物生理学、生态学、农学、土壤肥料学、农业气象学等学科的理论和研究成果,对作物的生长发育、光合作用、器官建成和产量形成等生理过程与环境和技术的关系加以理论概括和数量分析,建立相应的数学模型。它是环境信息与作物生长的量化表现。通过作物生长模型我们可以得出任意生长时期作物对土壤生长环境的要求,以便采取相关的措施。在这方面美国的科学家们综合考虑大气-土壤-作物之间的相互作用,早在20世纪70年代研制出大型作物模拟模型CERES(覆盖了玉米、小麦、高粱、大豆、花生等12种作物),国内高亮之等系统的完成了水稻模型RICEMOD。但这些模型在生理生态模拟方面仍比较简单,其机理性、适用性有待于进一步发展和提高。我国20世纪80年代就就开发了作物营养专家系统,但无论是作物肥料效应函数模型为基础的专家系统,还是测土施肥目标产量模型,都属于统计模型,不同的统计模型计算的施肥量相差3倍以上。以作物生理机理为基础的作物营养模拟模型有待于进一步发展和提高。

控制施肥
现在有二种形式,一是实时控制施肥。根据监测土壤的实时传感器信息,控制并调整肥料的投入数量,或根据实时监测的作物光谱信息分析调节施肥量[18,19]。二是处方信息控制施肥。根据决策分析后的电子地图提供的处方施肥信息,对田块中肥料的撒施量进行定位调控。

一种水肥一体化设备及其控制方法与流程

背景技术:

在传统灌溉施肥技术领域中,大多数作物的浇水与施肥通常是分开的,且通常采用大水漫灌与一次性施肥,这种传统灌溉施肥方式存在如下问题:

1、无法满足作物不同成长阶段对于水分跟养分的需求,对于作物的生长是极其不利的。

2、传统的灌溉方式会造成过多的水资源浪费。

3、一次性大量施肥的方式还会造成养分流失,未被吸收的肥料会在空气中氧化,还造成土地板结。

现有的一些水肥一体化灌溉设备,虽初步解决了以上存在的部分问题,但其结构较复杂,制造成本高导致售价较高,影响了农户购买和使用的积极性,传统的施灌方式仍然是普遍存在。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提供一种水肥一体化设备及其控制方法,设备结构较为简单,制造成本低,操作简便并且自动化程度高。

本发明是通过如下技术方案实现的,提供一种水肥一体化设备,包括水平设置的文丘里管,以及固定于支撑架上的吸水泵和吸肥泵,所述吸水泵的出口通过管道与所述文丘里管的入口连通,所述吸肥泵的出口通过管道与所述文丘里管的喉道处连通,所述文丘里管的出口连通有混液管道,所述混液管道内安装有搅拌装置。

本方案利用吸水泵吸水,利用吸肥泵吸取浓度较高的水肥溶液,水肥溶液和吸水泵吸取的水进入混液管道,经过搅拌装置的搅拌后形成均匀溶液,进行作物施灌,利于作物对肥料的均匀吸收;同时利用设置的文丘里管自身尺寸结构特点,利用流体的压差进行液体流量的测量。

作为优化,所述吸水泵与文丘里管之间的管道上安装有水溶液流量管,所述水溶液流量管的管径自上而下逐渐减小,水溶液流量管内放置有尖端朝下的陀螺状指示物。由于陀螺状指示物会根据水的流量上升或下降,因此可以通过其位置判断水的流量变化,进而根据所需来调节进水开关,最终实现控制进水量,进行水肥浓度的调节。

作为优化,所述吸肥泵与文丘里管之间的管道上安装有肥水流量计。通过肥水流量计调控水肥溶液的流量,从而达到科学的配比水肥浓度。

作为优化,还包括土壤湿度传感器,以及与所述土壤湿度传感器、吸肥泵和吸水泵电性连接的控制器。本优化方案利用土壤湿度传感器检测土壤湿度值,并传给控制器,控制器将接收到的湿度值与设定值作比较,通过比较结果进行吸水泵和吸肥泵启闭选择,大幅提高了设备自动化程度。

作为优化,所述控制器包括手动控制模块、定时控制模块和自动控制模块。本优化方案可以使农户根据实际情况选择所需的施灌模式,适用的农田情况更加广泛,更利于推广和使用。

一种水肥一体化设备的控制方法,包括手动模式、定时模式和自动模式;

手动模式,依次启动吸水泵、吸肥泵,根据溶液流量管的水位调节吸水泵的进水量,根据肥水流量计的水位调节吸肥泵的吸肥量,根据观察到的土壤湿度情况选择停止施灌的时间;

定时模式,通过控制器设定所要灌溉的开始时间和结束时间,以及设定时间内设备所需的进水量与进肥量,到达设定的开始时间后,控制器依次启动吸水泵和吸肥泵进行水肥施灌;

自动模式,通过控制器设定土壤湿度临界值,控制器接收到土壤湿度传感器传输的数值后,与设定的土壤湿度临界值进行比较,如果低于土壤湿度临界值,则控制器依次启动吸水泵和吸肥泵进行水肥施灌。

本发明的有益效果为:

1、在组成上:结构简单、体积小、质量轻;

2、在操作模式上:可以完成手动操作,自动操作,定时操作,操作模式具有多样性;

3、在功能上:可以实现定时定量的水肥供给,自动实现开启关闭的功能,功能上更为丰富;

4、在操作上:可以极大减轻劳动强度,节省劳动时间,保证作物良好生长,提高作物的产量。

附图说明

图1为本发明设备结构示意图;

图2为本发明设备正视图;

图3为本发明设备后侧视图;

图4为本发明箱体盖前视图;

图5为本发明箱体盖后视图;

图6为本发明水溶液流量管结构示意图;

图7为本发明混液管道结构示意图;

图中所示:

1、电磁阀,2、吸水泵,3、支撑架,4、水溶液流量管,401、陀螺状指示物,5、文丘里管,6、混液管道,601、螺旋状叶片,602、连接轴,7、肥水流量计,8、箱体盖, 9、连接管头,10、吸肥泵,801、电源指示灯,802、手动操作指示灯,803、自动操作指示灯,804、定时操作指示灯,805、把手,806、箱体锁,807、操作屏,808、模式调节开关,809、整机总开关,810、RS485接口,811、继电器输出接口,812、电源线接口,813、转轴。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。

如图1所示一种水肥一体化设备,包括固定于支撑架3上的吸水泵2和吸肥泵10,以及位于吸水泵2和吸肥泵10上方且水平设置的文丘里管5,本实施例将文丘里管置于整机设备的最顶端,利用其自身尺寸结构特点,利用流体的压差进行液体流量的测量。

吸水泵2为小型单相自吸清水泵,通过a端口吸水,功率在90W,体积小,质量轻,吸力大,可以很好的适用于此灌溉设备。

吸肥泵10要通过 c端口吸取经过充分混合且肥料浓度较高的水肥溶液,因此在吸肥泵10的进口管道上安装有过滤网,以防止不溶固体杂质堵塞泵的进口。

文丘里管5的入口通过安装有水溶液流量管4的管道与吸水泵2的出口连通,吸水泵2的进口管道上安装有电磁阀1。本实施中的水溶液流量管4竖向设置,且其管径自上而下逐渐减小,水溶液流量管4内放置有尖端朝下的塑料材质的陀螺状指示物401,陀螺状指示物401可以根据水的流量上升或下降,水的流量增大时,陀螺状指示物401会旋转着上升,水的流量减小时,陀螺状指示物401则会下降。

文丘里管5的喉道处通过安装有肥水流量计7的管道与吸肥泵10的出口连通,方便根据肥水流量计的水位调节吸肥泵的吸肥量,为方便安装,连接吸肥泵10出口的管道与文丘里管之间通过连接管头9过渡。

文丘里管5的出口连通有竖直固定的混液管道6,混液管道6内的液体通过设备的b端口流入农田。为保证流入农田的肥料的均匀性,在混液管道6内安装有搅拌装置,该搅拌装置包括连接轴602和固定在连接轴上并沿连接轴轴向布置的螺旋状叶片601,连接轴的两端通过轴承与固定在混液管道6内的支架连接,连接轴可以由电机带动旋转,也可以在液体冲击螺旋叶片时自行转动。

本实施例还包括土壤湿度传感器,以及与所述土壤湿度传感器、吸肥泵10和吸水泵2电性连接的控制器,所述控制器包括手动控制模块、定时控制模块和自动控制模块。

为方便操作,将控制器安装在与支撑架3固接的控制箱内,控制箱的箱体盖8上安装有把手805和箱体锁806,箱体盖8的上下两端通过转轴813与箱体铰接。

在控制箱的箱体盖8的外侧面设有4个指示灯、两个开关旋钮,及一个操作屏。其中4个指示灯依次为电源指示灯801、手动操作指示灯802、自动操作指示灯803、定时操作指示灯804,功能上可以实现手动操作、自动操作、定时操作;两个开关旋钮分别为模式调节开关808和整机总开关809,模式调节开关808可以转换设定的模式,整机总开关809可以控制整机的启闭;操作屏807采用规格为19264液晶屏幕,可以通过屏幕向控制器录入参数,也可以通过屏幕下方的一排按钮进行参数录入,在屏幕的后端有三个接线端口,分别为电源线接口812、继电器输出接口811、RS485接口810,电源线接到防漏电开关,小型继电器常开节点接交流接触器线圈,交流接触器常开触点控制吸水泵和吸肥泵工作,土壤湿度传感器直接接线到操作屏的RS485端口。

设备工作时,吸水泵通过连通水源的a端口吸水,并通过水溶液流量管、文丘里管泵入混液管道内,吸肥泵通过连通高浓度液体肥料的c端口吸肥,并通过文丘里管泵入混液管道内,与泵入的水进行充分混合,最后由b端口流出。

针对上述水肥一体化设备的控制方法,包括手动模式、定时模式和自动模式三种,其中:

手动模式,首先,将模式调节开关调到手动模式,然后依次启动吸水泵、吸肥泵,根据溶液流量管的水位调节吸水泵的进水量,根据肥水流量计的水位调节吸肥泵的吸肥量,根据观察到的土壤湿度情况选择停止施灌的时间。

定时模式,首先,将模式调节开关调到定时模式,然后通过控制器设定所要灌溉的开始时间和结束时间,以及设定时间内设备所需的进水量与进肥量,到达设定的开始时间后,控制器依次启动吸水泵和吸肥泵进行水肥施灌。

自动模式,首先,将模式调节开关调到自动模式,然后通过控制器设定土壤湿度临界值,同时在屏幕上显示,控制器接收到土壤湿度传感器传输的数值后,与设定的土壤湿度临界值进行比较,如果低于土壤湿度临界值,则控制器依次启动吸水泵和吸肥泵进行水肥施灌,当土壤湿度达到所设定的数值的临界值时,设备便会终止作业。

通过三种模式的设置,方便了更多土壤情况的使用,各操作模式的操作难度小,简单易学,并且该设备在施灌时大幅减轻了劳动强度。

当然,上述说明也并不仅限于上述举例,本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制,参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨,也应属于本发明的权利要求保护范围。

开发农业的文化传承功能具有什么战略意义

在农业生产过程中,存在多种自然风险和市场风险。遵循自然规律和经济规律,按照以防为主、防治并举的原则,采取综合措施,进一步防范和减轻农业风险,既有利于建立农民收入稳步增长的长效机制,也有利于粮食安全、食品安全、生物安全和生态安全,还有利于保护城乡广大农产品消费者的利益,具有重要的现实意义和战略意义。   (一)自然灾害对农业和农民的影响   农业是受自然灾害影响较大的产业,外部自然环境条件的好坏及其变化在很大程度上存在不可预测性,直接影响到农业生产的效率和农业生产经营者的收益。中国是一个农业大国,也是自然灾害发生较为频繁的国家。由于我国农业基础薄弱,抗御自然灾害能力较差,各种自然灾害经常给农业生产造成很大的损失。   为抗御自然灾害,长期以来我国投入大量资金和人力、物力,建设了一批防御自然灾害的工程,为粮食等农作物生产能力的持续提高,起到了重要的基础性作用。但从总体上看,我国农业目前还属于“靠天吃饭”的产业。每年都有大量的农田受到旱灾、涝灾、洪灾、风灾、雹灾、火灾、病虫害、鼠害等自然灾害的影响。以2006年为例,农业受灾面积达到4109.1万公顷,占全国总播种面积的26.2%,其中旱灾2073.8万公顷,洪涝灾800.3万公顷,造成农作物绝收面积近500万公顷。另外还有大量农作物种植面积和草原,遭受了病虫害、鼠害等灾害的影响。   (二)采取综合措施防范和减轻自然灾害   1、工程措施   针对我国目前农业基础设施依然薄弱的特点,今后要把农业的“高产、优质、高效、生态、安全”作为出发点和归宿,进一步提高农业设施装备水平,重点是以下几个方面:   一是加强水利工程建设。《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》(以下简称2007年中央一号文件)提出,要用现代物质条件装备农业,提高农业水利化、机械化和信息化水平。“水利是农业的命脉”,要进一步加强灌区续建配套和节水改造、排涝泵站等工程建设,提高抗旱排涝能力和水资源的利用效率。要加大病险水库除险加固的力度,提高防洪和供水能力。要重视江河堤防加固和蓄洪区安全建设,提高江河防洪标准。要加强水土保持工程建设,减轻水土流失。在水资源比较丰富的流域和地区,要建设一批新的水库和灌区,扩大灌溉面积。在水资源短缺的流域和地区,要搞好节水增效工程建设,在水资源利用上,要防止过度利用地表水和地下水,以免对下游生态和地下水环境造成不利影响。   二是加快耕地质量建设。通过实施大型商品粮生产基地工程、优质粮食产业工程、农业综合开发工程、沃土工程等项目,在多方面改善农业生产基础条件,建设旱涝保收、高产稳产的高标准农田。通过实施有机肥积造和水肥一体化设施建设,改善水、肥、气、热等要素在农田的耦合条件。积极推广保护性耕作,鼓励农民实施秸秆还田和增施有机肥,提高耕地质量。   三是积极发展农业机械化。农业机械在降低劳动强度、提高生产效率、防御自然灾害等方面,都具有重要作用。今后,要走符合国情、符合各地实际的农业机械化发展道路,不断提高机耕、机播、机管、机收、机运水平。为适应规模化生产的发展,要重点发展大中型拖拉机、多功能运用型高效联合收割机及各种专用农机产品。同时,要加快农机行业技术创新和结构调整,大力发展适应节水节肥、水稻插秧、土地深松、化肥深施、秸秆粉碎还田和气化等新技术的农业机械。   四是提高农业可持续发展能力。当前要重点加强天然林资源保护、退耕还林(主要是巩固成果)、京津风沙源治理、防护林体系、湿地保护与修复、石漠化地区综合治理、三江源和青海湖生态等林业生态工程建设。同时,要加强草原生态治理工程建设。   五是提高动植物病虫害防治水平。积极实施植保工程、动物防疫体系等工程建设,加快完善动植物病虫害监测预警、检验监督、控制扑灭、技术支撑以及物资保障系统。积极有效防控蝗虫、稻飞虱、小麦条锈病等病虫害,以及高致病性禽流感等畜禽疫病和人畜共患病。也要控制重大水生动植物病害。同时还要有效阻止和控制外来检疫性有害生物传入和蔓延。   2、农业保险   由于农业面临的风险种类多、发生频率高,一些自然灾害损失程度严重,以及农户居住分散、生产规模小、多为野外作业等原因,使得农业保险的承保、定损、理赔难度大,而且农业保险的风险和成本相对较高,如果没有必要的政府支持,仅靠市场机制难以较快发展保险业务。   农业保险在一定程度上具有公共产品的性质。农业保险使生产风险减少,有利于农户扩大生产规模和增加农作物产量。发展和完善农业保险,对于建立农民增收的长效机制,促进我国农业和农村经济发展,保障国家粮食安全乃至经济安全,都具有非常重要的作用。   国务院颁布的《关于保险业改革发展的若干意见》(国发[2006]23号)中指出,逐步建立政策性农业保险与财政补助相结合的农业风险防范与救助机制,探索中央和地方财政对农户投保给予补贴的方式、品种和比例,对保险公司经营的政策性农业保险适当给予经营管理费补贴。   2007年中央一号文件要求“积极发展农业保险,按照政府引导、政策支持、市场运作、农民自愿的原则,建立完善农业保险体系。扩大农业政策性保险试点范围,各级财政对农户参加农业保险给予保费补贴,完善农业巨灾风险转移分摊机制,探索建立中央、地方财政支持的农业再保险体系。鼓励龙头企业、中介组织帮助农户参加农业保险”。   近几年来,我国政策性农业保险试点正稳步推进,2006年为农业、农村、农民提供风险保障700多亿元,同比增长一倍多。2007年,国家进一步加强了支持力度,一些地方也积极试点,探索经验,比如:财政部下发了《中央财政农业保险保费补贴试点管理办法》,并于今年首度安排约10亿元支农资金,用于补贴农民购买保险,采取“自主自愿、市场运作、共同负担、稳步推进”原则,在内蒙古、吉林、江苏、湖南、新疆和四川六省区试点。四川省成都市,在8个区(市)县开展水稻保险试点工作,首批参加水稻保险试点的种植面积约2万亩,成都市、县两级政府给予了6.2元/亩的保费补贴,农民自己只需要出1元/亩的保费,这种水稻保险的实施,对防范风险、促进生产、保障种粮农民的利益,非常有利。为有效降低能繁母猪养殖风险,鼓励能繁母猪生产,2007年7月,国家决定建立能繁母猪保险制度,保费由政府负担大头,养殖户(场)负担小头。中央财政对西部地区给予差额补贴。今后要在总结能繁母猪保险工作经验的基础上,逐步开展生猪保险,并建立保险与补贴相结合的制度。为有效保障奶牛养殖安全,2007年9月,国家又决定建立奶牛政策性保险制度。政府对参保奶农给予一定的保费补贴,中央财政对西部地区给予补助。   3、科技创新   新的时期,我国农业正逐渐向着生产规模化、品种专业化、经营产业化、服务社会化的方向发展。生物技术在农业上的应用已取得重大进展,为种质创新、生态保护、农业灾害防治等创造了新的条件。3S技术、网络技术等信息技术的使用,为农业生产向“精准化”发展提供了新的技术。进一步加快农业科技创新,将大大提高农业生产水平,降低农业生产风险。   当前,以育种技术、基因工程技术、生物信息技术等现代生物技术为支撑的现代生物农业发展很快。一些技术已进入大规模产业化阶段,如全球转基因农作物种植面积10年间增长了50倍,2005年达到9000万公顷。我国人口多,人均资源少,贯彻落实科学发展观,客观上要求我们必须抓住机遇,又好又快地发展生物农业。根据《生物质产业发展“十一五”规划》,“十一五”期间,要紧紧围绕保障粮食安全和促进农产品结构调整,加速生物农业技术的研发及广泛应用,提升农业生产效益。要重点加强农业良种、林业新品种、绿色农用生物产品以及海洋生物资源等方面的科技研发与应用。   4、加强农业气象工作   农业与气象关联度高。要坚持把气象资源作为基础性自然资源、战略性经济资源和公共性社会资源来利用,不断完善服务内容,改进服务方式,提高服务质量。   第一,积极开展农业气象服务工作。在天气和气候预测预报、粮食产量评估和预报等方面,近年来取得了很好的效果,应该总结经验,完善设施,提高水平。同时,在做好农作物重大病虫害气象监测预测实时服务,利用卫星遥感和相关技术开展旱情监测和预测预报等方面,也很有必要和大有潜力,应该进一步提高设施和服务水平。开展气候变化研究,积极应对极端天气气候事件对农业生产带来的危害,既是当务之急,也是战略性任务,在与其他业务结合的同时,要根据需要和可能,充实、完善设施和创新机制。为科学指导农业生产,还应进一步加强对地区农业气候资源网格的细化工作。   第二,积极开展人工影响天气工作。在干旱缺水地区,要积极开展飞机、火箭和高炮增雨作业,大力开发利用空中云水资源。同时,要进一步完善防雹作业布局,加强人工防雹工作。在遇到森林草原火灾等重大突发事件时,要充分利用有利的天气条件,开展人工影响天气应急作业

花生水肥一体化管理的三大好处

花生水肥一体化管理是按照花生生长需求,进行全生育期需求设计,把水分和养分定量、定时,按比例直接提供给作物。其主要特点表现为小流量、长时间、高频率、局部灌溉、按需分配。花生水肥一体化管理主要有三方面好处∶

1、节水。传统的灌溉一般采取洼灌和浸灌,水常在输送途中或在非根系区内浪费。而水肥一体化技术使水肥相融合,通过可控管道滴状浸润作物根系,能减少土壤湿润深度和湿润面积,从而减少水分的下渗和蒸发,提高水分利用率,通常可节水30%~40%。灌水均匀度可提高80%~90%。

2、提高肥料利用率。水肥一体化技术在测土配方施肥的基础上,根据花生不同生育时期的需肥规律,先将肥料溶解成浓度适宜的水溶液,采取定时、定量、定向的施肥方式,除了减少肥料挥发、流失及土壤对养分的固定外,实现了集中施肥和平衡施肥,在同等条件下,一般可节约肥料30%~50%。

3、提高农药利用率。花生地下病虫危害严重,传统施药方法农药用量大,效果差。采用水肥一体化技术在浇水施肥的同时将专用农药随水肥一起集中施到花生根部,能充分发挥药效,有效抑制作物病虫害的发生,并且每亩农药用量减少15%~30%。

番茄种植中的水肥一体化应用

番茄是一种茄果类蔬菜,果实营养丰富,适应性强,结果期长,产量较高,耐储运,是主要的夏、秋菜,在市场供应中占据了重要的地位。由于生长迅速,生长期长,故需肥量充足而全面,除了要在栽培的时候施足底肥同时还要在生长期及时煮沸,主要的施肥方式有冲施、滴灌和叶面喷施。

水肥一体化管理常采用的肥料主要是以水溶肥为主,主要是肥料利用率高,见效快,节水节肥,农民的投入成本低。番茄味持续生长和结果的蔬菜,增长结果期,这个时期除了充足的底肥外,还要充足的追肥,底肥的话可以用复合肥和微生物菌肥配合施肥,提高土壤中养分的含量。出苗后如果养分不足可以随水冲施一些喜满地的促长水溶肥,主要是高氮型的,改善植株的长势,或者喷施0.1%-0.2%的尿素溶液和0.2%的磷酸二氢钾溶液,这个是催苗肥。

第二次施肥可以在番茄第一次坐果后可以使,这个时候可以使用膨大肥,可以用高钾肥,促进果实的快速膨大,后期第三次施肥可以根据果实的采收频率进行施肥,或者在果实采收期用0.2%-0.4%的磷酸二氢钾和0.2%-0.5%的尿素水液进行叶面喷施,这个都能促进果实的膨大和改善番茄的品质。

水肥一体机的特点

这项技术的优点是灌溉施肥的肥效快,养分利用率提高。可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢,最终肥效发挥慢的问题;尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题,既节约氮肥又有利于环境保护。所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。据华南农业大学张承林教授研究,灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%;同时,大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。由于水肥一体化技术通过人为定量调控,满足作物在关健生育期“吃饱喝足”的需要,杜绝了任何缺素症状,因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标。

水肥一体化的技术要领

水肥一体化是一项综合技术,涉及到农田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面,其主要技术要领须注意以下四方面: 一、首先是建立一套滴灌系统。在设计方面,要根据地形、田块、单元、土壤质地、作物种植方式、水源特点等基本情况,设计管道系统的埋设深度、长度、灌区面积等。水肥一体化的灌水方式可采用管道灌溉、喷灌、微喷灌、泵加压滴灌、重力滴灌、渗灌、小管出流等。特别忌用大水漫灌,这容易造成氮素损失,同时也降低水分利用率。 二、施肥系统。在田间要设计为定量施肥,包括蓄水池和混肥池的位置、容量、出口、施肥管道、分配器阀门、水泵肥泵等。 三、选择适宜肥料种类。可选液态或固态肥料,如氨水、尿素、硫铵、硝铵、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、硝酸钙、硫酸镁等肥料;固态以粉状或小块状为首选,要求水溶性强,含杂质少,一般不应该用颗粒状复合肥(包括中外产品);如果用沼液或腐殖酸液肥,必须经过过漏,以免堵塞管道。 四、灌溉施肥的操作。 1.肥料溶解与混匀:施用液态肥料时不需要搅动或混合,一般固态肥料需要与水混合搅拌成液肥,必要时分离,避免出现沉淀等问题。 2.施肥量控制:施肥时要掌握剂量,注入肥液的适宜浓度大约为灌溉流量的0.1%。例如灌溉流量为50m3/亩,注入肥液大约为50升/亩;过量施用可能会使作物致死以及环境污染。 3.灌溉施肥的程序分3个阶段:第一阶段,选用不含肥的水湿润;第二阶段,施用肥料溶液灌溉;第三阶段,用不含肥的水清洗灌溉系统。 总之,水肥一体化技术是一项先进的节本增效的实用技术,在有条件的农区只要前期的投资解决,又有技术力量支持,推广应用起来将成为助农增收的一项有效措施。

水肥一体化智能控制系统

在我国农业生产中,水资源和肥料利用效率低是普遍存在的问题,在很大程度上限制了农业生产的进步,提高水肥利用效率是促进现代农业快速发展的关键。为此,恺易物联网整合了计算机技术、电子信息技术、自动控制技术、传感器技术及施肥技术,设计了一款水肥一体化智能控制系统。该系统由环境智能采集、专家知识库支持、水肥一体化自动灌溉三部分组成,详细功能如下:

1.环境智能采集

系统通过传感器设备智能采集农业土壤的温湿度、PH值、EC值及氮、磷、钾等环境数据,环境数据的智能采集是实现科学水肥灌溉的关键。通过对采集到的数据分析及系统知识库支持,可判断出农作物在此生长阶段对水肥的需求。

2.专家知识库支持

系统根据农作物在不同环境、不同季节、不同生长阶段的根水肥吸收规律,建立了农作物水肥一体化灌溉专家知识库。用户结合系统对种植环境的数据采集及农作物对水肥需求的分析,可制定出科学的水肥自动灌溉方案。

3.水肥一体化自动灌溉

针对系统专家知识库提供的灌溉意见及农作物各生长时期的水肥需求规律,通过控制水量和肥量的供给,实现水肥在土壤的分布层与作物吸收层空间同位供给,该模块可分为控制子系统、配肥子系统和灌溉子系统三部分。控制子系统根据专家知识库提供的数据,设定配肥比重、灌溉时间、灌溉区域等数据,通过总控制器对多个控制节点进行控制,进行定量定时施肥轮灌。配肥子系统通过上位机的人机界面、PC 机或远程控制界面设定配肥方案;配肥控制系统通过控制器对直流变频器的控制实现对水泵和肥泵的控制,从而完成配肥过程。灌溉子系统通过上位机的人机界面、PC 机或远程控制界面设定控制方案,来实现定量定时定区域的灌溉。

水肥一体化智能控制系统将信息技术与农艺技术相结合,实现了农业的信息化和自动化控制,完成了农作物水肥一体化自动控制生产管理功能。根据农作物水肥需求规律进行施肥与灌溉,对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理,具有肥随水走,利于作物吸收的特点,通过以水促肥、以肥调水,实现水肥耦合,全面提升农田水肥利用效率,不仅节水、节肥、节能、节省人力,而且还可大大提高农作物的产量和质量,同时减轻了增施肥料对环境的污染。

茶叶种植的水肥一体化知识,你知道吗?

采用茶叶种植采用水肥一体化技术的原因

中国是茶的故乡,千百年来的茶文化深受世界各地的喜爱,是我国丰厚的文化遗产。目前中国茶产业 的规模不断扩大,但是分布却很零散,茶叶多采用传 统的人工生产模式,茶叶生产规模和自动化程度低导 致茶叶的整体经济效益降低。如今互联网时代快速发 展融入了生产管理的各行各业,茶产业想要长久持续 的发展,就要对传统生产工艺进行智能优化和改造, 提高茶叶生产效率,促进茶叶产业转型升级。水肥一体化技术可以满足人们对于建设农业可持续发展的需求,因此探索水肥一体化在茶树种植方面的应用颇为重要。

茶叶种植的水肥一体化知识,你知道吗?

茶叶种植水肥一体化技术介绍

我国总体上是一个干旱缺水的国家,农业是中国的主要用水户。茶园水肥一体化技术是将灌溉用水与肥料通过可控制的管道系统混合后形成水肥溶液输送到茶树根部为其提供养分和水分的农业新技术。由于该技术集成了计算机技术、传感技术和无线通信技术等现代技术,因此,在灌溉的过程中,可以通过计算机或移动设备自动监测土壤湿度,并可以收集土壤水分数据。自动感知灌溉需求信息,根据施肥浇水的需要启动泵阀进行自动或半自动灌溉操作。茶树适宜在温暖湿润的环境中生长,影响茶树丰产、优质形成的主要因素有土壤酸碱度、营养状况、光照、气候条件等一些外在自然因素,也包括施肥技术、耕作技术、采摘技术以及综合管理技术等一些人为控制因素。

茶叶种植的水肥一体化知识,你知道吗?

茶叶种植现状

目前茶叶生产管理基本上依靠传统经验,通过管理者观察茶园的土壤水分情况,进行灌溉控制。由于这种人为干预受到诸多因素的影响,譬如管理者的经验、观察判断的准确度等,如果掌握情况不到位不及时的话,往往会造成施肥用水的过量或不足,施肥不均匀造成茶树根部灼伤或养分吸收不足,从而造成不必要的损失,影响茶树的优产。这也是现在很多茶树种植户面临的问题。

曾经的灌溉方式

过去常用的漫灌等灌溉方法加上肥料的不科学使用,长此以往会导致土壤压实、盐分积累、盐渍化程 度加重,不利于作物连续种植使用土地。

现今灌溉方式

基于物联网的水肥一体化技术通过自动控制、连接监测土壤墒情 等数据信息可以适时、适量地为茶树供给水分和肥 料,具有节水节肥、省时省工、调温调湿、减少病 害、增加产量,改善品质,提高经济效益的优势。不 合理的水肥一体化系统,不仅不能保证优质增产,还 有可能造成费工费水,因此需要一套合理的水肥一体 化设备达到以上种种优势。除了合理配套的水肥一体化系统,还需要灌溉方式和水源等技术要点的配合, 可以降低水资源以及化肥的过度使用,保护环境, 在改善土壤环境的同时,提高茶树的产量和质量,释放更多劳动力,将茶园引向精细农业、智慧农业的方向。

总结

智能水肥一体机、智能水肥一体化设备在一些示 范基地和种植大棚中得到一定的应用,就目前来看,农户还是不太认可,因循守旧,受到一些老观念、老经验的束缚,考虑到水肥机的成本,只看到眼前利 益,所以还是采用传统种植茶树的方式。

不同灌溉方式、灌水量、施肥量、水肥配比是水肥一体化技术模式的重点,技术参数的把握水平有待提高,茶园水肥一体化技术模式的针对性和实用性有待提高。

智能水肥一体化设备,跟传统灌溉和施肥有什么区别?

对于智能水肥一体化设备相信很多人都不陌生,智能水肥一体化设备是一款专门针对农业种植中的灌溉和施肥而设计的一款自动化系统,可以实现自动化灌溉,自动化施肥,通过自动化的灌溉和施肥,让种植中的灌溉和施肥更加合理,有效改善农作物的生长环境,那么智能水肥一体化设备和传统的灌溉和施肥有什么区别呢?我们了可以一起介绍一下!

智能水肥一体化设备,跟传统灌溉和施肥有什么区别?

先说一下传统的灌溉,传统的对于农作物的灌溉一般都是凭借经验决定的,感觉农作物需要浇水了,就会打开灌溉系统为农作物进行灌溉,又或者是固定的灌溉模式,比如农作物生长前期灌溉一次,中期了灌溉一次!这样的灌溉往往缺乏科学的依据,肯定会存在灌溉不及时或者灌溉水过剩的情况,智能水肥一体化灌溉系统对于农作物的灌溉是根据传感器反馈的数据决定的,通过土壤湿度传感器可以实时监测到土壤的水分数据,当监测到土壤中的水分低于标准值,系统就能自动打开灌溉系统为农作物进行灌溉,当监测到土壤中的水分达到了标准值,系统又能自动关闭灌溉系统,通过这样有数据可以依靠的自动化控制,从而让种植中的灌溉更加合理!有效改善农作物的生长环境!

智能水肥一体化设备,跟传统灌溉和施肥有什么区别?

相信通过上面的介绍对于智能水肥一体化设备灌溉的原理有了一定的了解,智能水肥一体化设备对于施肥的控制也是基于这样的原理,通过土壤氮磷钾传感器可以实时监测土壤中的养分数据,当监测到土壤中的养分低于标准值,系统就可以自动打开施肥系统,当监测到土壤中的养分达到了标准值系统又可以自动关闭施肥系统!整个过程用户只需要提前设定好土壤养分的标准值,就能实现施肥的自动化控制!

智能水肥一体化设备,跟传统灌溉和施肥有什么区别?

对于智能水肥一体化设备其实在很多年前就已经在很多大型的农业种植基地试用,经过这几年的发展,智能水肥一体化设备,本身功能都已经非常完善,而且目前智能水肥一体化设备已经可以实现手机端的对接,通过手机端就能实时观测到农作物环境的状况,比如土壤水分、土壤氮磷钾等数据,都能在手机端实时的观测到,而且手机端也可以实现实时的控制功能,通过手机端可以实时控制相应的系统,比如打开和关闭灌溉系统,控制施肥等,让使用者可以随时随地的了解和控制农作物的生长环境,大大提高的种植的效率!