农业灌溉当中水肥滴灌一体化技术的应用
孙兵策
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孙兵策,. 农业灌溉当中水肥滴灌一体化技术的应用[J]. 农业学报,2024.7. DOI:10.12721/ccn.2024.157067.
摘要: 随着我国近些年农业科技的不断进步与发展,有很多新的节水灌溉工程都在基层地区得以建设及推广应用,这在很大程度上提升了淡水资源的利用率,在取得了高产和稳产的同时,也减少了淡水资源过度的消耗,这对促进我国现代化农业的发展起到了很大的作用。在本文当中就会针对农业灌溉当中水肥滴灌一体化技术的应用进行详细的分析与讨论。
关键词: 农业灌溉;水肥滴灌一体化;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157067
基金资助:

现阶段,农业生产对于水肥有着比较大的需求量,而传统的灌溉施肥方式使得水分的利用率较低,大量的水资源都被浪费掉,对于土壤和生态环境都造成了很大的破坏。而水肥滴灌一体化技术则是把灌溉及施肥技术进行有效的结合,这种技术可以在压力系统的作用下,将溶解性质的固体肥料及液体肥料进行科学的搭配,进而形成一种液体肥料,再将其与灌溉用水一起作用到农作物的根系部位,以此来满足农作物生长发育的需求。水肥灌溉一体化技术不但操作起来十分的方便,而且灌溉的面积也非常均匀,并且可以直接到达农作物的根部,在满足农作物养分需求的同时,也可以节约大量的淡水资源及肥料。

1.水肥滴灌一体化技术的优势与特点

水肥滴灌一体化技术的优势与特点有很多,主要体现在这几个方面:第一,节省水资源。通过管道与滴灌装置把灌溉水及肥料按照一定的时间与用量,直接输送到农作物根系所在的土壤当中。利用管道进行输送可以有效避免径流的发生,还能够减少水资源的渗漏与蒸发,达到节水、节肥的作用。第二,提高肥料的实际利用率。通过滴灌施肥的方法,可以把灌溉水与肥料直接送到农作物的根系,最大程度的减少灌溉水与肥料的使用量,降低施肥的成本。第三,减少劳动力。通过压力系统实现灌水施肥,所有的操作基本上都是按照事先所设定好的系统程序来进行,这样便能够减少很多的劳动力。第四,降低农作物发生病虫害的几率。通过温度与湿度传感器可以实时进行监测,并且根据实时监测的结果对农作物所处环境的温度进行合理的调节,保证农作物能够正常的生长,进而降低病虫害发生几率。第五,环保性能良好。通过智能化的设备对农作物进行灌溉,可以是土壤一直保持一种松弛的状态,避免出现土壤板结的情况,减少对地下水造成的污染。第六,确保灌溉的精准性。利用物联网及计算机等技术,再加上传感器对土壤温度、湿度及肥料各项指标进行的实时监控,将农作物生长对灌溉水与肥料的需求作为依据,结合土壤实际的情况及养分的含量,制定出一套科学的供水及施肥方案,最后通过计算机进行决策,合理控制滴灌设备,在自动滴管的基础上完成精准灌溉及施肥。

2.水肥滴灌一体化技术在农业灌溉当中的应用

2.1系统设施的准备工作

第一,蓄水及输配电基础设施。农作物的灌溉水源主要是以地下水为主,所以,相关人员在灌溉之前一定要对水源进行充分的过滤,否则非常容易出现设备被堵的情况。第二,施肥装置和施药装置。首先,在管道当中施入肥料的过程中,要将肥料和药液通过过滤器针对性的进行处理,然后通过管道输送的方式控制滴灌设备被堵现象。其次,对设备的腐蚀情况要多加关注,等到灌溉和施肥工作完成后,应保持自动化的冲洗,在水肥滴灌一体化技术的程序设计上进行重点关注。最后,在管道主入口部位和水源之间安设逆水阀,避免水资源受到污染。第三,水泵的管理。水肥滴灌一体化技术当中的施肥泵和水泵,都要通过电磁阀进行管理,电磁阀可以对系统的指令进行无线获取,再根据获取到的指令对水泵的开关状态进行科学的管理。第四,滴灌管理。通过水肥滴灌一体化技术可以把土壤的温度指数和湿度指数一起传递给技术操作人员,再与之前保存的信息数据进行比较,针对性的制定出决策,最终通过无线模式将指令信息发送出去,实现电磁阀的控制与管理。

2.2传感器

相关人员要针对水肥滴灌一体化技术的应用来对监督的重要性加以强调,并及时的引进温度传感器、流量传感器和pH传感器,通过传感器可以获取到相关的数据信息,再通过无线传输的形式把信息传递到水肥灌溉一体化技术的系统当中,计算机便可以对信息进行即时保存,时效性互相对照,最终实现专家系统决策的拟定。

2.3控制管理中心

2.3.1硬件管理

硬件部分在水肥灌溉一体化技术当中属于是一项重要的组成部分,体现了芯片的作用,并把闪存微管理器当做是前提,不仅性能会提高,而且还能够对数字信号进行动态处理,降低对应的功耗,更容易被开发。在核心管理器当中,首先是结构的保存,通过引进SD卡来对信息数据进行保存,其次是交互接口结构,如果管理器和触摸屏之间存在交互信息,便可以在数据显示的前提下显示参数信息。随后是AI的输入,有ADC和SPI两个模块对废料的技术参考指数进行检验,并对管道的压力等状态量进行监督。最后是DO借口,这可以为决策者提供很多信号信息,与功率继电器还能够相衔接,进而实现对电磁阀门开关状态及灌溉泵运作状态性能进行控制。这样一来,才做人员就可以对接口电路的运用情况进行全面的检验,对参数书册进行仔细的研究,保证技术应用所具有的可靠性和可行性。

2.3.2软件管理

在系统具体的设计和运用当中,相关的人员一定要对以下几点进行强调:第一,用户可以自己在系统当中获取信息,对设备运作的实际情况进行查看与监督,特别是当前的信息和历史信息。其次,专业化设计机械设备的按钮,能够使水肥灌溉一体化技术的生产管理实现智能化。最后,用户可以输入并管理数据参数,挑选出不同的运作模式,其中包括肥料比例的指数设定、施肥计划的指数设定或EC设定值的指数设定等。

2.3.3管理软件

由于水肥滴灌一体化技术芯片的功能比较大,其中就包括开发性能,所以,能够为专业编制管理带来很大的帮助。设定管理软件的作用主要有以下几个方面:首先,通过水肥滴灌一体化技术的管理软件可以对首页进行设定,这里面包含了设备管理区、视频区、编号区,对编号区进行加工后,便可以在软件的页面呈现出对应的画面与数据,并在数据区域当中显示出机械设备的运用状态。其次,软件设备管理区的运作模式,是由计算机对传感器传递的数据进行识别,将信息数据与原有的参数进行相互的比较,计算机还能对土壤等参数指标进行巡回的监督,其中涉及到了EC值与pH等,与专家系统的信息能够随时随地的进行关联,根据实际的情况为操作者提供水肥滴灌一体化技术应用的施肥模式与灌溉方法。随后便是对限时运作、定时运作、自动运作进行体验,工作人员的电机对应按钮,必须要对注水泵和继电器的开关结构进行合理的把控,进而实现数据区管理数据的目的。最后,专家系统主要是由专家提出的建议而制定的技术指标,对水肥滴灌一体化技术的应用情况进行监督,在信息库被启动之后,可以对土壤的温度和湿度判断指标及酸碱性指数进行调整,这样就能够让农户在农业灌溉当中更加便捷的应用水肥滴灌一体化技术。

3.结语

水肥滴灌一体化技术对于农业灌溉项目来讲,具备了十分重要的作用和价值,农户应及时树立起应用水肥滴灌一体化技术的思想意识,国家的相关部门更是要对此项技术的应用进行大力的宣传与推广,提高一体化技术的运用能力,为水肥滴灌一体化技术的长久发展提供有力的条件,进而发挥出更多的优势来提高农业灌溉的效率。

参考文献

[1]李红;宋秀华;陈超;张志洋;夏华猛.注入式水肥一体化装置研究[J].灌溉排水学报,2023

[2]谭剑锋;张丽慧;刘海峰;谢秋波;陈万云.基于作物生境与生理大数据应用的水肥一体化决策系统设计[J].现代农业装备,2023

[3]吴小李.基于云技术的水肥一体机控制系统设计思路[J].农业工程技术,2023

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