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。

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。

水肥一体化； 灌溉和施肥是果园的两项重要管理措施，需要大量的人工和费用，是果园生产成本中的重要组成。传统上灌溉和施肥都是分开进行的。但从科学道理来讲，灌溉和施肥同时进行是最好的措施。其理论根据是养分到达根系表面被吸收主要通过质流和扩散两个过程，这两个过程都要有水的参与才能进行。通俗讲，就是肥料必须溶解于水才能被根系吸收。不被溶解的肥料或根系接触不到的肥料对作物是没有用的。如果把肥料先溶解于水然后浇灌、淋灌或通过滴激等管道施用，这样果树根系一边吸水，一边吸肥，就会大大提高肥料的利用率，果树生长壮旺。水肥同时管理的技术就叫水肥一体化管理技术。

果园水肥一体化管理的优点在于：

1、省水省肥：由于果园水肥一体化管理能将肥、水融合，在果树最需要的时期，定点、定量. 均匀地施入果树根际吸收部位，因此，对肥水的利用率很高，特别是干旱年份，效果非常明显。

2、省工省力：果园肥水一体化管理，能在几个小时内将上百亩的果园的施肥和灌水问题同时解决，而且只需一个人将闸伐打开即可，省工、省力、省时，节省工时费90%以上。

3、降低地表湿度：减少杂草丛生和病虫害兹生，减少除草投人和病虫防治成本，提高果实品质，增加效益。

4、降低投入、增加产出：果园肥水一体化管理，安装滴灌系统，每亩需一次性投人1000-1200 元 使用罕寿命5-10 年，每亩果园每年节省用水60-70%，节省劳动力投入300 元以上，节省肥料、农药投入700 元以上，增效30%以上。盛产期果园，实施肥水一体化管理，每年节支增效1200 元以上，当年就可以收回投资成本，是节支增效的最佳选择。

最简单的水肥一体化技术就是把肥料溶于水，然后人工淋施到每株树的根部。一些果园建沤肥池，将人畜粪尿、花生麸、豆饼沤烂后，用水泵加压直接用拖管淋施到每株树。化肥也可以用这种办法施用。用这种办法已经比传统的灌溉和施肥前进了一大步，它做到水肥结合，是符合科学原理的。这种办法适合几亩十几亩的平地果园，缺点是耗费人工，施肥不够精确。

对于成败上千亩的平地或山地规模化经营的果园，建议安装滴灌施肥系统。

滴灌施肥的突出优点是：

1、容易做到水肥一体化，实现灌溉和施肥不下地。
2、做到果园每株树均匀供水供肥，不受地形和高差的限制。
3、灌溉和施肥的效率高，几百上千亩的灌溉和施肥任务 一人可以在两三天完成。
4、经久耐用，系统寿命可达8年以上。
5、果树生长快，产量高，品质好。

滴灌施肥系统主要由几部分构成：

水源(山泉水、井水、河水等) 、加压系统（水泵、重力自压) 、过滤系统 (通常用120 目叠片过滤器) 、施肥系统(泵吸肥法和泵注入竿广二输水管逍(常用PVC 管理人地下) 、滴灌管道。主要的投资为输水管道和滴灌管道。通常主管和支管采用 1至4 寸PVC 管 (依轮灌区太小而定) 。1寸管可负责10 亩左右的轮灌区，4 寸管可负责150 亩左右轮灌区。滴灌管平铺于果园地面。对平地果园而言，选用直径12-20 毫米、壁厚0.3-1.0 毫米的普通滴灌管，山坡地则选用压力补偿滴灌管，直径16毫米、壁厚1.0毫米以上. 滴头流量为每小时2-3 升，滴头间距60-80 厘米 (滴头流量、间距的选择与土壤质地有关，砂性土壤选大流量小间距，粘性土选小流量大间距)。滴灌管铺设长度150 米以内，出水均匀度90%以上。此流量的滴头下土壤的湿润直径可达50-100厘米(砂性土直径小，粘性土直径大) 。

滴灌要求的压力很低，一般在10 米水压左右。通过滴灌系统施肥非常方便，只要在固定地方倒人施肥池即可。从最节省投入的设计看，一般同时一次滴灌面积约40 亩，每次2-3 小时，对一般土壤，每次滴灌的时间不要超过5小时，对砂土，滴灌不要超过2小时，采取少量多次的原则。天气炎热干旱时增加滴灌频率。在果实生长期，维持土壤处于湿润状态，可防裂果。

施肥采用 “少量多次” 的原则。对于第一次采用滴灌的用户，施肥量在往年的基础上减一半 (如传统施肥用100公斤，现在滴灌施肥只用50公斤)。滴灌用的肥料种类很多，选择的原则就是完全水溶或绝大部分水溶。一般用尿素、硝酸钾等，磷肥一般不从滴灌系统施用，中、微量元素肥料也不适宜做滴灌肥。各种颗粒复合肥因溶解性差和含杂质，宜采取土壤施用。各种有机肥要沤腐后用上清液，冲施肥可以通过滴灌系统施用。

滴头堵塞是滴灌施肥较常见的一个问题。滴灌系统一定要装过滤器，密度120目或140目。当滴完肥后，不能立即停止滴灌。还要至少滴半小时清水，将管道中的肥液完全排出.不然的话，会在滴头处长藻类、青苔、微生物等，造成滴头堵塞。这个措施非常重要，是滴灌成败的关键。目前的滴灌技术巳相当先进和完善，从我们的经验看，主要问题都出在设备安装后的管理上。如能掌握一些基本的滴灌施肥知识，使用起来相当方便。

我国在果树上应用滴灌面积很小，主要原因是用户对滴灌存在误解。滴灌是小流量灌溉，每小时一个滴头才出几公斤水。很多人认为这样“一滴一滴”出水，根本满足不了果树庞大的树体需要。但滴灌是通过延长灌溉时间和减少土面蒸发来满足根系水分需求。这种方式灌水，可以保证土壤水气约协调。同时滴灌最方便施肥，施肥时间长，施肥同时根系已在吸收，肥料见效快，好像人打”点滴”一样。

水肥一体化技术目前己在多种作物上大面积推广，主要有棉花、西瓜、香蕉、蔬菜、花卉、马铃系、柑桔、荔枝等。几乎所有的示范和应用，都显示了该技术节工、节水、节肥、高效、高产、优质、环保的综合优点。目前全国农技推广服务中心在大力推广这套技术，部分省份还制定了滴灌补贴政策。

水肥一体化技术基本成熟，现在正是学习的好时候，快来看看吧。我相信很多种植专家都听说过“水肥一体化技术”，但你知道，这是什么技术，怎么操作，有什么好处?即技术概述集成的水和肥料(肥料和水耦合、灌溉和施肥)是一个节水和节省肥料农业技术,使用管道灌溉系统,肥料溶解于水,同时进行灌溉和施肥,及时、适当地满足作物对水分和养分的需求,并实现同步管理和有效利用的水和肥料。

水资源管理根据作物需水量、土壤含水量、根系分布、土壤特性、设施条件和技术措施，包括作物整个生育期的每次灌水量、次数、时间和量，制定灌溉制度。根据根系确定水分深度。蔬菜应0.2-0.3米，水果应0.3-0.8米，视品种和树龄而定。作物灌溉上限控制田间持水量85-95%，下限控制田间持水量55%-65%。营养管理改变传统的大量施用有机肥和底肥的方式，提倡在此基础上施用适当的有机肥。所有肥料均应采用水肥协调施肥，根据作物目标产量、各生育期肥料需用量、土壤养分含量和灌溉特性，制定施肥制度，实现准确、定量施肥。

作物所需的氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)等养分一般按目标产量和单位产量养分吸收量计算。以土壤养分、有机肥养分供给、肥料利用率为基础，采用水肥一体化技术计算总施肥量。根据作物不同生长阶段的肥料需求规律，确定施肥量、施肥量、施肥量、施肥量、施肥量和施肥量的时间，制定了水肥一体化的技术方案。

肥料的选择选用溶解度高、溶解速度快、腐蚀小、与灌溉水相互作用小的肥料。应考虑不同肥料品种的配伍，避免沉淀或拮抗。混合后会沉淀的肥料应单独施用。推荐灌溉施肥专用水溶性肥料，推荐含有氨基酸和腐殖酸的有机水溶性肥料。如果采用大面积施肥带，一般配方肥料的悬浮可以加水制成，然后直接施用。

施肥时先滴10-15分钟的水，待压力稳定后再施肥，待施肥完毕后再滴15-20分钟的水清洗管道。施肥时应控制肥料溶液浓度，避免肥料损坏。一般安全控制肥料溶液EC值在1- 3ms /cm，盐浓度在1- 3g /l，或根据肥料养分含量稀释100-800次，或在每平方水中加入1- 3kg水溶性肥料。生产过程中需要定期检查和及时维护系统设备，防止漏水。及时清洗滤池，定期清除离心滤池内的砂。灌溉系统应在作物生育期第一次灌溉前和最后一次灌溉后使用。

滴箭属于一款新型的微喷灌系统灌水器。灌溉时通过低压输水管道，将水分、养分等精确的通过滴箭灌溉到作物根部附近。滴箭的箭柄上具有紊流流道，在压力变化的情况下可以保持流量在一定的范围内稳定，通过与压力补偿式滴头搭配使用，双重保障，确保灌溉出水均匀稳定。其次，滴箭可随作物在一定范围内移动，方便使用。

滴箭常用的组合形式主要有单滴箭、双滴箭及一出四滴箭。对于单滴箭，其使用相当简单，即将具有紊流流道的箭柄与PE毛细管相连接，另一侧与压力补偿式滴头连接，在毛管上打孔压力补偿式滴头插入，最后将滴箭插入作物根部土壤，固定好即可。

  双滴箭及一出四滴箭则需要选择使用小三通或小五通，即先将滴箭与毛管连接后，在通过与小三通或小五通连接，然后通过压力补偿式滴头与毛管连接，即组成完整的一套滴箭设备。

滴箭的性能特点：

1、迷宫长流道箭柄结构，膜片式稳流滴头，双重保障，确保出水均匀。
2、独特的导流圆盘，渗入式灌溉。
3、单箭、双箭、四箭等随意组给，施工方便。
4、工作压力：0.8-1.5bar，单箭流量为1.0L/hr。
5、是盆花、盆栽植物及苗木等作物灌溉适合的灌水器。

滴箭的使用范围：

1、用于果树，葡萄园，温室，育苗，园林
2、复杂地形区域的灌溉方式  
3、适用于无土及间歇性灌溉方式  
4、防止低洼地区过多积水  
5、盆栽植物：二或四出口滴水