在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水資源和肥料利用效率低是普遍存在的問(wèn)題，在很大程度上限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，提高水肥利用效率是促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。為此，愷易物聯(lián)網(wǎng)整合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)及施肥技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款水肥一體化智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由環(huán)境智能采集、專家知識(shí)庫(kù)支持、水肥一體化自動(dòng)灌溉三部分組成，詳細(xì)功能如下：

1.環(huán)境智能采集

系統(tǒng)通過(guò)傳感器設(shè)備智能采集農(nóng)業(yè)土壤的溫濕度、PH值、EC值及氮、磷、鉀等環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)的智能采集是實(shí)現(xiàn)科學(xué)水肥灌溉的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)分析及系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)支持，可判斷出農(nóng)作物在此生長(zhǎng)階段對(duì)水肥的需求。

2.專家知識(shí)庫(kù)支持

系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物在不同環(huán)境、不同季節(jié)、不同生長(zhǎng)階段的根水肥吸收規(guī)律，建立了農(nóng)作物水肥一體化灌溉專家知識(shí)庫(kù)。用戶結(jié)合系統(tǒng)對(duì)種植環(huán)境的數(shù)據(jù)采集及農(nóng)作物對(duì)水肥需求的分析，可制定出科學(xué)的水肥自動(dòng)灌溉方案。

3.水肥一體化自動(dòng)灌溉

針對(duì)系統(tǒng)專家知識(shí)庫(kù)提供的灌溉意見(jiàn)及農(nóng)作物各生長(zhǎng)時(shí)期的水肥需求規(guī)律，通過(guò)控制水量和肥量的供給，實(shí)現(xiàn)水肥在土壤的分布層與作物吸收層空間同位供給，該模塊可分為控制子系統(tǒng)、配肥子系統(tǒng)和灌溉子系統(tǒng)三部分?？刂谱酉到y(tǒng)根據(jù)專家知識(shí)庫(kù)提供的數(shù)據(jù)，設(shè)定配肥比重、灌溉時(shí)間、灌溉區(qū)域等數(shù)據(jù)，通過(guò)總控制器對(duì)多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，進(jìn)行定量定時(shí)施肥輪灌。配肥子系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)的人機(jī)界面、PC 機(jī)或遠(yuǎn)程控制界面設(shè)定配肥方案；配肥控制系統(tǒng)通過(guò)控制器對(duì)直流變頻器的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵和肥泵的控制，從而完成配肥過(guò)程。灌溉子系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)的人機(jī)界面、PC 機(jī)或遠(yuǎn)程控制界面設(shè)定控制方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)定量定時(shí)定區(qū)域的灌溉。

水肥一體化智能控制系統(tǒng)將信息技術(shù)與農(nóng)藝技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的信息化和自動(dòng)化控制，完成了農(nóng)作物水肥一體化自動(dòng)控制生產(chǎn)管理功能。根據(jù)農(nóng)作物水肥需求規(guī)律進(jìn)行施肥與灌溉，對(duì)農(nóng)田水分和養(yǎng)分進(jìn)行綜合調(diào)控和一體化管理，具有肥隨水走，利于作物吸收的特點(diǎn)，通過(guò)以水促肥、以肥調(diào)水，實(shí)現(xiàn)水肥耦合，全面提升農(nóng)田水肥利用效率，不僅節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能、節(jié)省人力，而且還可大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)減輕了增施肥料對(duì)環(huán)境的污染。

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水和肥是苗木生長(zhǎng)最不可或缺的元素。水是苗木生存之源，肥是苗木生長(zhǎng)之源，現(xiàn)在有項(xiàng)新技術(shù)，已經(jīng)將兩者完美融合，這項(xiàng)技術(shù)就是——水肥一體化技術(shù)。在很多現(xiàn)代化的苗圃中，水肥一體化技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用，而越來(lái)越多的專家也開(kāi)始關(guān)注起這項(xiàng)新技術(shù)。

可能，對(duì)很多苗農(nóng)來(lái)說(shuō)，水肥一體化是個(gè)新詞，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外被廣泛運(yùn)用。水肥一體，通俗來(lái)說(shuō)，就是在灌溉的同時(shí)進(jìn)行施肥。

與傳統(tǒng)的施肥和灌溉技術(shù)相比，水肥一體技術(shù)存在著很多優(yōu)勢(shì)。比如水肥均衡。水肥一體可以讓植物在吸收水份的同時(shí)也可以”吃到食物”，可以說(shuō)是一舉兩得。

傳統(tǒng)的施肥和澆水需要分開(kāi)進(jìn)行，因此就等于重復(fù)了步驟，而水肥一體，只要做好肥料的溶解，再將肥料放入噴灌，打開(kāi)閥門，合上電閘就可以了，省去了不必要的人工和時(shí)間，可以節(jié)約成本。

水肥一體化通常采用滴灌方式，這種方式可以直接把肥料和水份通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)矫缒镜母浚屆缒韭?，大幅度提高了肥料的利用率，可減少50 %的肥料用量，水量也只有溝灌的30 % – 40 %。

同時(shí)，水肥一體化采用的滴灌方式還可以有效控溫調(diào)濕度。傳統(tǒng)的地溝式灌溉會(huì)造成土壤板結(jié)、澆灌不均勻、通透性差等問(wèn)題，容易讓苗木根系處于缺氧狀態(tài)，而滴灌可以控制澆水量，降低濕度，防止水份過(guò)多引起苗木”悶根”、”漚根”、黃葉等問(wèn)題。

苗圃在引進(jìn)新的技術(shù)前，首先要考慮成本和效益問(wèn)題。水肥一體灌溉系統(tǒng)的工程投資大約1000元/畝，包括管路、施肥池、動(dòng)力設(shè)備等，而建成之后，至少可以使用五年，五年時(shí)間足夠一棵小苗長(zhǎng)成一棵優(yōu)質(zhì)大苗。如果按照投資成本和效益來(lái)說(shuō)，每年這種技術(shù)可以節(jié)省肥料和農(nóng)藥至少700元，增產(chǎn)幅度可達(dá)30 %以上?？梢哉f(shuō)是既節(jié)約成本，也能增加效益的好技術(shù)了。

在水肥一體化技術(shù)中，肥料的選擇很關(guān)鍵。選好了肥，用對(duì)了肥，苗木才能如期望的那樣健康茁壯的生長(zhǎng)，而一旦選錯(cuò)了肥料，輕則苗木長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?，重則死亡。在國(guó)外，他們的苗圃一般有兩種施肥方式。一種是針對(duì)容器苗施用的肥料，這種肥料是長(zhǎng)效肥，適用于綠化大苗風(fēng)生產(chǎn)。長(zhǎng)效肥可以滿足苗木生長(zhǎng)初期的需要，但是隨著苗木不斷生長(zhǎng)，仍需要不斷補(bǔ)充肥料，幫助苗木更好生長(zhǎng)。

另一種肥料就是可以溶于水中的可溶性肥料。這種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。這種方式適用于小苗和小灌木，這種施肥方式就是上面所說(shuō)的水肥一體化技術(shù)。

水肥一體化技術(shù)多用于容器苗的生產(chǎn)，因?yàn)槿萜髅缗c地栽苗不同，吸收不到土壤中的肥料，主要靠人工施肥來(lái)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。

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水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點(diǎn)，配兌成的肥液與灌溉水一起。

水肥一體化

這項(xiàng)技術(shù)與傳統(tǒng)模式相比，水肥一體化實(shí)現(xiàn)了水肥管理的轉(zhuǎn)變，即渠道輸水向管道輸水轉(zhuǎn)變、澆地向澆莊稼轉(zhuǎn)變、土壤施肥向作物施肥轉(zhuǎn)變、水肥分開(kāi)向水肥一體轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了灌溉技術(shù)的現(xiàn)代化，大量減少了勞動(dòng)力的使用。

水肥一體化

水肥一體化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？

一是吸收快，肥效好、養(yǎng)分利用率高

二是在一定程度上避免了肥料的揮發(fā)損失；

三是減少了肥料在地里的殘留，緩解了水體污染；

四是節(jié)約了人力成本，尤其是肥料和灌溉水的使用量，降低了生產(chǎn)成本。大面積的噴灌、滴灌技術(shù)運(yùn)用能縮減人力成本；

五是對(duì)減少病蟲(chóng)害有一定幫助。水肥一體化技術(shù)有助于調(diào)節(jié)田間濕度，減輕病蟲(chóng)害的發(fā)生。對(duì)土傳病害也有很好地控制作用。

水肥一體化

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水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點(diǎn)，配兌成的肥液與灌溉水一起。

通過(guò)可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過(guò)管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時(shí)、定量，浸潤(rùn)作物根系發(fā)育生長(zhǎng)區(qū)域。

水肥一體化

水肥一體化使用水肥一體化的優(yōu)點(diǎn)：

1.水肥平均

可以根據(jù)作物需水需肥規(guī)律隨時(shí)供給，保證作物均衡吸收！

2.省水省肥

滴灌水肥一體化，直接把作物所需要的肥料隨水均勻的輸送到植株的根部，大幅度地提高了肥料的利用率，可減少50%的肥料用量，水量也只有溝灌的30%-40%。

水肥一體化

3.省工省時(shí)

傳統(tǒng)的溝灌、施肥費(fèi)工費(fèi)時(shí)，非常麻煩。而使用滴灌，只需打開(kāi)閥門，合上電閘，幾乎不用工。

4.防止病蟲(chóng)害的發(fā)生

大棚內(nèi)作物很多病害是土傳病害，隨流水傳播。如辣椒疫病、番茄枯萎病等，采用滴灌可以直接有效的控制土傳病害的發(fā)生。滴灌能降低棚內(nèi)的濕度，減輕病害的發(fā)生。

5.控溫調(diào)濕

冬季使用滴灌能控制澆水量，降低濕度，提高地溫。傳統(tǒng)溝灌會(huì)造成土壤板結(jié)、通透性差，作物根系處于缺氧狀態(tài)，造成漚根現(xiàn)象，而使用滴灌則避免了因澆水過(guò)大而引起的作物漚根、黃葉等問(wèn)題。

水肥一體化

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