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！

水肥一体化那么火，究竟有什么好处？农民朋友来了解下！

水肥一体化技术是将灌溉与施肥为一体的新农业技术。水肥一体化是借助压力系统，将可溶性固体或液体肥料与灌溉水一起,通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量喷施作物根系区域,使根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量。

一、节约用水

水肥一体化技术可以减少水分的下渗和蒸发,提高水分利用率。在露天条件下,水肥一体化比大水漫灌相比可以节水达50%。保护地栽培条件下,水肥一体化与畦灌相比每亩大棚节水30%~40%。

二、节省肥料

水肥一体化技术能够平衡施肥和集中施肥,减少了肥料挥发流失和养分过剩造成浪费,这样施肥简单方便、供肥及时提高肥料利用。水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%左右。

三、改善生态环境

采用水肥一体化技术,能明显降低了大棚内空气的湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比空气湿度可降低15%左右。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了大棚通风降湿的次数,棚内温度一般高3~4℃,有利于作物生长。

滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高3℃左右,有利于增强土壤微生物活性,促进作物对养分的吸收。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结,减少土壤养分下渗。

四、减轻病虫害发生

空气湿度的降低在很大程度上抑制了作物病害的发生,减少了防治成本,微灌施肥每亩农药用量可减少25%左右,节省劳动力。

五、增加产量,改善品质

水肥一体化技术可促进作物产量提高和产品质量的改善,设施栽培增产17%~28%。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少畸形瓜20%,增产效果明显。

六、提高经济效益

水肥一体化技术经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。设施蔬菜栽培一般亩节省投入500元左右,增产增收每亩1000~2000元。

省钱、省力、省肥，水肥一体化是趋势，猕猴桃提高果品这样做

减少化肥的投入，节约水资源，提高猕猴桃果品质量…这些都是管理的关键。

近几年来，猕猴桃亩效益持续稳定较高，全国各地出现了面积迅猛发展的时态。

尽管发展迅速，但是种植水平依旧存在这参差不齐的隐患。商品果过低一直是影响健康发展的困境之一，今年个别地区次果出现了滞销现象。

要想站稳市场，必须提高猕猴桃果品的商品率，才能得到市场和消费者认可。

说起猕猴桃的管理，不仅有架型、抹芽、疏蕾、夏剪、冬剪需要学习，而且水份和肥料也需要精准的投入。

水肥没管好，会对土壤环境和根系生长造成隐形伤害，最终影响了地上部树体的健康生长，所以成为困扰猕猴桃健康生长的主要环节。

随着水肥一体化的大范围推广，很多种猕猴桃的果农们都在了解，也在疑问，到底水肥一体化对提高猕猴桃品质有没有帮助？

水肥一体化与大水漫灌

大水漫灌的缺点：

1.水量太多，浪费！好多不需要水的土壤进行漫灌后造成水资源浪费，特别是幼树期更是造成浪费；

2.造成肥料大量浪费和残留，危害土壤健康；

3.土壤积水饱和后，土壤密度加大，造成土壤板结；

4.土壤忽湿忽干，根系受到湿干不均影响，容易造成沤根和根毛受到热害现象；

5.漫灌后造成土壤缺氧，根系吸收转化养分能力降低；

6.大水漫灌施肥有时是原始的集中穴施、沟施等施肥，根系容易造成肥害。

水肥一体化的优点：

水肥一体化最大限度的杜绝了水的肥的浪费，还疏松了土壤，避免了土壤板结，增加了土壤的含氧量，给根系营造一个适宜生长的生态环境。

而且还促进农作物健康生长，增强了抗病虫害能力，再通过猕猴桃地上部的科学管理，就达到了优质稳产的目的。

通过数据可看每亩猕猴桃地，每小时15立方米的水达到需求，大水漫灌正常需要每亩30-50立方米，看地面的不平程度。

相比较而言滴管只用漫灌的30—50%。如果一亩地一年漫灌投入水费是200元，滴管只用80-100元。

通过水肥一体化和园内生草产出的猕猴桃品质更加优良，口感、硬度、糖度、风味、耐储存性、货架期综合性状明显提高。

通过节约以上成本，提升了品质，价格会更加高于同类其他产品，所以效益会更加提高。

水肥一体化的类型：

1.滴灌：更能精确的把水肥渗透到根系层，就像人体输液的方式让根系均匀舒服的吸收到水肥，让土壤更具有通透性，更有利与根系和树体的生长。

2.喷灌：能够增加田间湿度，高温时可以有效降低温度，适合于沙壤土，可以全面的喷施到根区。

但是微喷落地面时具有重力，在通过渗透进入土壤，大喷量喷头对土壤不平处容易形成积水，下渗不均匀，相比较比滴管多用水肥。

喷灌正常是吊挂或立在树行上，不占用行间空间，更有利于机械化操作，节约劳动力和提高生产效率。

水肥一体新技术，可以学起来了

水和肥是苗木生长最不可或缺的元素。水是苗木生存之源，肥是苗木生长之源，现在有项新技术，已经将两者完美融合，这项技术就是——水肥一体化技术。在很多现代化的苗圃中，水肥一体化技术已经被应用，而越来越多的专家也开始关注起这项新技术。

水肥一体新技术，可以学起来了

可能，对很多苗农来说，水肥一体化是个新词，不过这项技术已经在国外被广泛运用。水肥一体，通俗来说，就是在灌溉的同时进行施肥。

与传统的施肥和灌溉技术相比，水肥一体技术存在着很多优势。比如水肥均衡。水肥一体可以让植物在吸收水份的同时也可以”吃到食物”，可以说是一举两得。

传统的施肥和浇水需要分开进行，因此就等于重复了步骤，而水肥一体，只要做好肥料的溶解，再将肥料放入喷灌，打开阀门，合上电闸就可以了，省去了不必要的人工和时间，可以节约成本。

水肥一体新技术，可以学起来了

水肥一体化通常采用滴灌方式，这种方式可以直接把肥料和水份通过管道运输到苗木的根部，让苗木慢慢吸收，大幅度提高了肥料的利用率，可减少50 %的肥料用量，水量也只有沟灌的30 % – 40 %。

同时，水肥一体化采用的滴灌方式还可以有效控温调湿度。传统的地沟式灌溉会造成土壤板结、浇灌不均匀、通透性差等问题，容易让苗木根系处于缺氧状态，而滴灌可以控制浇水量，降低湿度，防止水份过多引起苗木”闷根”、”沤根”、黄叶等问题。

苗圃在引进新的技术前，首先要考虑成本和效益问题。水肥一体灌溉系统的工程投资大约1000元/亩，包括管路、施肥池、动力设备等，而建成之后，至少可以使用五年，五年时间足够一棵小苗长成一棵优质大苗。如果按照投资成本和效益来说，每年这种技术可以节省肥料和农药至少700元，增产幅度可达30 %以上。可以说是既节约成本，也能增加效益的好技术了。

水肥一体新技术，可以学起来了

在水肥一体化技术中，肥料的选择很关键。选好了肥，用对了肥，苗木才能如期望的那样健康茁壮的生长，而一旦选错了肥料，轻则苗木长势变弱，重则死亡。在国外，他们的苗圃一般有两种施肥方式。一种是针对容器苗施用的肥料，这种肥料是长效肥，适用于绿化大苗风生产。长效肥可以满足苗木生长初期的需要，但是随着苗木不断生长，仍需要不断补充肥料，帮助苗木更好生长。

水肥一体新技术，可以学起来了

另一种肥料就是可以溶于水中的可溶性肥料。这种肥料按照一定比例溶解在水中，然后使用滴灌方式直接施入。这种方式适用于小苗和小灌木，这种施肥方式就是上面所说的水肥一体化技术。

水肥一体化技术多用于容器苗的生产，因为容器苗与地栽苗不同，吸收不到土壤中的肥料，主要靠人工施肥来补充营养。

在水肥一体化过程中如何避免过量灌溉？

滴灌水肥一体化技术主要是在农作物对水、肥的实际需求上，来使用毛管上的滴水器和低压管道的系统，把作物需要的溶液逐渐、均匀地滴入农作物的根区部，滴灌水肥一体化技术高频度的灌溉、缓慢的施加少量的水肥作用于作物的根部，使作物始终处于较优的水肥条件下，而避免了其他灌水方式产生的周期性水分过多和水分养分亏缺的情况。

在水肥一体化过程中如何避免过量灌溉？

然而，与普通沟灌相比，其独特的水肥供应方式和灌溉量使作物的整个养分吸收过程和运移机制表现出明显的差异。因此，与普通沟灌相比，滴灌水肥一体化在土壤温度、水肥分布以及盐分运移等方面均明显不同，浅层水肥供应及膜间盐分聚集加剧了作物根系贴近地表分布生长，限制了作物根系的下扎。根系是作物吸收养分和水分的主要器官，根系的形态结构决定了根系获取水分、养分的空间和范围以及与相邻根系的资源竞争能力。

在水肥一体化过程中如何避免过量灌溉？

因此根系定位是避免过量灌溉的第一步。根系定位主要方法有两种：挖（挖一个剖面看土壤中根系情况）和看（直接观察：下根管利用专业设备定时扫描根系分布情况；间接观察：利用水分仪根据根系吸水特征间接反映根系深度）。确定了根系分布深度后，灌溉深度控制是避免过量灌溉的第二步，相对含水量可直观地反应灌溉的起始含水量，常常被作为判断是否需要灌溉和计算灌水量的依据。

根据相对含水量确定灌溉量的主要方法也有两类：经验（根据田间持水量、土壤相对含水量等土壤水分特性，结合灌溉深度确定单次最佳灌溉量）和设备（结合根系分布特征，在土壤中预埋水分监测设备，利用设定限，控制灌溉设备启动与停止）。

综上，滴灌施肥只灌溉根系和给根系施肥，因此一定要了解作物根系分布的深度，根据根系分布特征，然后按照土壤湿润锋分布特征控制单次灌溉量。

智慧农业：智能水肥一体化技术在应用中要注意哪些问题？



　水肥一体化是利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况；作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。智能水肥一体化系统可以帮助生产者方便快捷地实现自动的水肥一体化管理。

智能水肥一体化系统组成

系统云平台、墒情数据采集终端、视频监控、施肥机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间管路等。

智能水肥一体化系统可根据监测的土壤水分、作物种类的需肥规律，设置周期性水肥计划实施轮灌。施肥机会按照用户设定的配方、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，充分提高水肥利用率，实现节水、节肥，改善土壤环境，提高作物品质。

智能水肥一体化的优势

（1）智能控制，根据土壤水分等相关参数自动反馈控制灌溉；

（2）实时在线远程监测，迅速大面积灌溉和施肥，节约了人力物力，大面积的喷灌、滴灌技术运用能缩减人力成本；

（3）吸收快，肥效好、养分利用率高，在一定程度上避免了肥料的挥发损失，大幅提升水肥利用率，节水节肥50%-70%；

（4）对减少病虫害有一定帮助，智能水肥一体化技术可及时监测并调节田间湿度，减轻病虫害的发生，对土传病害（茄科植物疫病、枯萎病等等，会随流水传播）也有很好地控制作用；

（5）减少污染，减少了肥料在地里的残留，缓解了水体污染。

智能水肥一体化技术在应用过程中要注意

水肥一体化系统的设计、安装和材料质量，设计合理、安装规范、材料合格是水肥一体化的基础。实施水肥一体化，最重要的是管理，符合实际情况的浇水、施肥制度是保证水肥一体化效果的关键。在智能水肥一体化的过程中要注意以下几点：

1、滴灌施肥要防止过量灌溉

滴灌上肥只灌溉根系和给根系上肥。因而一定要了解果树根系散布的深度。最简单的方法即是用小铲挖开根层查看湿润的深度，然后能够判别是不是存在过量灌溉。或许地里埋设张力计监控灌溉的深度。

2、注意过滤设备的保护

常用的过滤器有离心式过滤器、筛网式过滤器、叠片式过滤器、砂石过滤器等。要常常查看筛网过滤器内的滤网，发现损坏应及时修复或替换，灌溉季节完毕时，应取出筛网过滤器的滤芯，冲刷凉干后备用。

手艺清洁：扳动手柄，放松螺杆，拆开压盖，取出滤芯，用刷子冲刷滤芯筛网。

自动冲刷：需经常排污阀看阻塞状况，经常冲刷。

3、合理控制施肥浓度

许多肥料自身即是无机盐。当浓度太高时会“烧伤”叶片或根系。经过灌溉体系喷肥或滴肥一定要操控浓度。最精确的方法即是测定喷施的肥液或滴头出口的肥液的电导率。通常范围在1.0-3.0ms/cm即是安全的。或许水溶性肥稀释400-1000倍，或许每方水中参加1-3公斤水溶性复合肥喷施都是安全的。关于滴灌，因为存在土壤的缓冲作用，浓度能够稍高一点也没有大的影响。但也不能忽视以下几点：

肥料配方：不同作物对肥料需求不同，即使是一种作物，在不同生长期，对同一种元素需求量也不同。所以我们要针对作物，在其各个生育阶段，按照作物实际需求，搭配营养元素。

肥料的溶解度：水肥一体化系统的灌水器流道小，很容易堵塞。普通复合肥不溶解的养分成分，杂质很多，极其容易堵塞过滤系统。所以，水肥一体化推荐使用水溶肥，溶解度高，养分全面。

水溶肥的二次溶解：虽然水溶肥的溶解度很高，但其溶解速度慢。所以在溶肥的过程中，需要不停地的搅拌，加快溶解速度。而有的时候，为了图方便直接把水溶肥撒入或未完全溶解直接倒入水池，想着水池容积很大，肯定能溶解。而现实往往是在水池底部出现一层白色沉淀物（未溶解）。所以肥料倒入水池前，应在容器内将水溶肥完全溶解，然后再倒入水池。

4、注意日常维护保养

水肥一体化系统需要通过精心维护以发挥最优性能。每年灌溉季节结束，必须对管道进行一次全面检查维修。冲洗地埋管道及放空存水，对首部设备进行清洗遮盖保护。