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。