廣州市自然物聯(lián)科技有限公司——智能水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)設計及效益分析

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與水肥一體化技術(shù)

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

“物聯(lián)網(wǎng)”是一種通過傳感器連接因特網(wǎng)與物體的智能識別與管理的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境保護、公共安全、工業(yè)監(jiān)測、水環(huán)境監(jiān)測、敵情偵察和情報收集等各個領(lǐng)域的發(fā)展迅速，受到社會各界的高度重視。

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1.2水肥一體化技術(shù)

水肥一體化技術(shù)在國外的應用和推廣情況良好，美國玉米種植的比例為25%，馬鈴薯為60%，果樹為32.8%；而以色列90%以上的農(nóng)業(yè)采用了水肥一體化技術(shù)。但目前我國水肥一體化技術(shù)的推廣應用還比較落后，在玉米、馬鈴薯、果園、甘蔗等作物中，該技術(shù)僅占3%左右。通過實際推廣應用，蔬菜、果樹等經(jīng)濟作物水肥一體化技術(shù)可使肥料利用率提高50%以上，節(jié)肥30%以上，增產(chǎn)10%~50%，果蔬品質(zhì)顯著提高。當前我國水肥一體化的發(fā)展趨勢是由經(jīng)濟作物向糧食作物、由設施農(nóng)業(yè)向農(nóng)田農(nóng)業(yè)、由西北向全國推廣。當前，國家日益重視水肥一體化技術(shù)，于2016年4月

公布了《2016-2020年推進水肥一體化實施方案》，其中提出：到2020年，全國水肥一體化技術(shù)推廣面積達到1.5億畝，新增1.5億畝。

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水肥一體化灌溉系統(tǒng)優(yōu)勢

省工：完全突破傳統(tǒng)的灌溉模式，一次就能養(yǎng)活上百畝作物，不管是智能自動化還是半自動控制，都不過是開啟閥門、點擊鍵這樣簡單，勞動強度大大降低，節(jié)省約70%人工

省肥化：通過滴灌系統(tǒng)，結(jié)合當前流行的全溶性水溶肥，輕松實現(xiàn)水肥-體化，精l確施用于作物根部。水滴的利用，則施肥效率也高，可以節(jié)約50%以上的化肥，氮肥的利用率可以達到70%。

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節(jié)約用水∶改變了傳統(tǒng)漫灌澆地的弊端，根據(jù)作物的需要水性，實現(xiàn)適時、適度控制精l確灌溉，避免深層滲漏和地表徑流，節(jié)水效果可達40-70%。滴水為局部灌溉，僅在作物根區(qū)濕潤，不易產(chǎn)生無效灌溉；采用滴灌技術(shù)，易實施頻繁灌溉，易控制過度灌溉；采用智能灌溉、精l確灌溉，易實現(xiàn)灌溉自動化；與噴灌相比，不受風的影響，無漂移損失；蒸發(fā)損失小。

節(jié)?。合到y(tǒng)操作簡單，全自動智能控制系統(tǒng)可輕松實現(xiàn)定時、、定量供肥，開啟閥門，按下按鈕就能完成灌溉施肥，非常省心。

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水肥一體化系統(tǒng)是什么

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水肥一體化系統(tǒng)，包括配肥站、水肥管理裝置、環(huán)境監(jiān)測裝置、肥料管理裝置等多種硬件設施，配套灌溉管理系統(tǒng)、肥料管理系統(tǒng)、溫室生產(chǎn)作業(yè)記錄系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析系統(tǒng)等多個軟件，實現(xiàn)園區(qū)水肥一體化管理的智能化和科學化，實現(xiàn)高l效節(jié)能的目標。石家莊圣啟科技開發(fā)了包含灌溉控制、施肥控制、數(shù)據(jù)分析和智能決策等功能的肥藥控制管理軟件。

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增加：除了增加產(chǎn)量帶來的巨大收益外，節(jié)約了上述各種資源也能帶來好處。此外，采用滴灌系統(tǒng)，作物上市時間提前，可獲得超常額外收益。

：因水肥供應及時，科學合理，作物長勢良好，果實飽滿，養(yǎng)分充足，色澤誘人，外形美觀。

環(huán)境保護：傳統(tǒng)施肥避免了大量的化肥被沖入河流，減少了對地下水的污染；采用滴灌，土壤濕度小，水份低，雜草和病蟲害少，殺蟲劑用量少。

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重視經(jīng)濟效益和社會效益。小規(guī)模灌溉工程完成后，可顯著提高規(guī)劃區(qū)域的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。規(guī)劃范圍內(nèi)的改造，強化了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件，豐富了規(guī)劃范圍內(nèi)的土壤，改善了自然環(huán)境?？傊喔仁羌檬?，因為灌溉可以降低農(nóng)民的風險，提高作物產(chǎn)量。

強化灌溉管理為了使水利灌溉工程不斷完善，必須不斷提高工程管理水平，原來的松散式管理還沒有與現(xiàn)有的工程相適應，灌溉工程的運行應采用現(xiàn)有的“WW”型，用水戶協(xié)會與水利工程配合使用的“新型緊湊式管理系統(tǒng)”。這是對水利工程進行有效監(jiān)管的唯i一途徑。

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植物根區(qū)能有效反映影響植物生長的各種環(huán)境因素。該裝置在可控參數(shù)范圍內(nèi)運行，可自行決定需要的灌i水量。各種各樣的土壤傳感器、張力計、相對濕度土壤傳感器、雨量土壤傳感器、溫度土壤傳感器等等。這種土壤傳感器提供反饋給控制器來控制它們的運行。

灌溉控制系統(tǒng)以計算機為基礎，由硬件和軟件兩部分組成，它們起著管理者的作用，目的是管理灌溉和其他相關(guān)措施，如施肥和維修。一般情況下，以計算機為基礎的管理灌溉系統(tǒng)(如滴灌系統(tǒng))可分為兩類：交互系統(tǒng)和全自動系統(tǒng)?？刂婆_上顯示土壤傳感器、土壤濕度控制器、電磁閥連接以及流量計數(shù)據(jù)記錄儀。除這些高科技解決方案外，還可以采取一些不需要能源供應的有效方法。利用地心引力實現(xiàn)灌溉過程的自動機械優(yōu)化。