水肥一体化智能灌溉系统

水肥一体化智能灌溉系统

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统（或地形自然落差），将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，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，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；蔬菜不同生长期需水、需肥规律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。

土壤墒情系统根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求增加探头，监测土壤温度和湿度，以及空气温度湿度、光照强度、风速风向、二氧化碳、雨量等信息，而水肥一体化控制是以土壤墒情测试数据作基础，实现作物水肥浇灌联动式、智能化控制。

水肥一体化系统的功能和优势

● 可同时控制整个园区的作物灌溉，包括玻璃温室、连栋温室、拱棚、露天菜地和绿化带，对园区进行远程智能灌溉；

● 可同时监控整个园区的水肥一体化灌溉和园区种植环境参数，实现精准浇灌、智能浇灌，保证作物吸收最优化、成本最小化；

本系统具有本地监控、远程监控以及智能联动监控三种控制方式，集成了园区环境监测、水肥一体化灌溉系统。

本地监控

在园区管理系统操作界面上，可以显示系统组成结构图、蔬菜种植环境、气象信息、土壤环境信息及各灌区施肥灌溉运行信息等。 同时，中央监控与管理系统调控园区环境与水肥一体化系统，促使作物种植与园区管理处于最佳运行状态。

系统建立管理问责制度，可以通过手机移动模块监控园区。其一可以通过手机查询灌溉状态，如当天的灌溉量、施肥状况等；其二现场报警通知，当发生故障和紧急状况时，自动报警，把报警信息发送到相关管理人员手机上，严重报警会拨打电话通知，防止了因故障或事故扩大造成的经济损失。并且系统会记录所有发出的报警信息，若管理员接到报警信息后，未能及时到现场处理，可通过手机报警查询找到责任人问责。

远程监控

管理人员可通过手机、平板电脑等访问睿农宝智慧果业监管系统水肥一体化控制模块，通过移动联网，查看园区的种植信息、园区的环境气象状况、园区的灌溉状态，根据种植环境数据进行相应的浇灌作业。

智能联动监控

可设置相对应的土壤墒情、空气温湿度数值区间，系统平台根据实时环境数据自动进行水肥一体化灌溉的远程联动控制，实现无人浇灌管理。

水肥一体化系统的优势

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。

水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。据研究，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。

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达到良好的目标。

大幅度节水，设施灌溉比传统大水漫灌节水50%以上，其中滴灌最省水。

系统方案设计

灌溉系统建设

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。田间管道阀门使用无线灌溉控制器，每一无线灌溉控制器都有1个固定地址，根据轮灌制度确定开启的电磁阀，系统平台发出开关阀指令，该地址的灌溉控器接到指令后，将相应脉冲电磁阀开启灌水或关闭停止灌水，同时脉冲电磁阀接有流量传感器，无线阀门控制器获取流量传感器测量值，根据流量传感器测量值判断阀门实际开关状态，将阀门实际开关状态反馈给首部控制器，首部控制器根据阀门实际状态可以判断阀门控制器是否执行了其指令，这可以防止爆管和需要关闭阀门而没有关闭导致水的浪费。

无线阀门控制器用太阳能供电，太阳电池安装保证最大限度地接收日光照射，白天利用太阳能发电，将电能储存在锂电池内，全天给现有负载供电。保证在连续30天无阳光的情况系统能够正常工作，经过3天的正常阳光照射可以达到锂电池的满充状态。太阳能电池板的寿命15年以上。

无线阀门控制器的优点：

1、组网方便可靠；

2、没有线缆的维护和安装费运；

3、太阳能供电，绿色环保；

施肥系统

首部系统主要包括潜水泵、加压泵、逆止阀、过滤器、压力表、排气阀、施肥器、施肥罐或施肥池等组成施肥系统。

施肥器控制分布在农作物种植区域内的多个节点控制器，以及由节点控制器控制的、设置在输送管路上的电控阀，还包括肥水混合装置，水罐，存储模块。以整个系统中构建不同作物（如蔬果类、番茄、黄瓜、草莓等）的不同生长期下的最优水肥规律，并依据此规律，由施肥器对水泵、肥泵定时、定量、定次数的控制，通过肥水混合装置不同模式的设置，使农作物于不同的生长阶段获取较佳的给水量和施肥量，使水分和肥料能够被输送至农作物的根系下，实现了根水肥空间同位、时间强度的同步。

阀门自动控制功能

通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测，采用无线或有线技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作。

运维管理功能

包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理；实现 区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理；对灌溉设 施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理。节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益，通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量，将使灌溉更加科学、方便，提高管理水平。

移动终端APP

方便管理人员通过手机等移动终端设备随时随地查看系统信息，远程操作相关设备。水肥一体化智能灌溉系统亮点：

节水节肥——高效水肥灌溉和精准调控；

省时省力——可迅速大面积灌溉和施肥；

智能控制——根据土壤水分等相关参数自动反馈控制灌溉；

提高产量——投运该系统可增产30~50%。