01

背景及意義


水肥一體化的定義

水肥一體化技術是一種集成化的農業(yè)管理技術,通過優(yōu)化水和肥料的使用,提高農作物生產效率、減少土地和水資源污染,以最大程度地促進作物生長,同時保護土壤質量和植物健康,降低農業(yè)生產成本,提高農業(yè)可持續(xù)性。


水肥一體化的發(fā)展歷史

20世紀60年代,以色列人創(chuàng)造了滴灌技術,并建成了世界上第一個滴灌系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由不同口徑的塑料管組成,灌溉水和溶于水中的化肥從水源被直接輸送到作物根部,呈點滴狀緩緩而均勻地滴灌到作物根區(qū)的土壤中。滴灌使農業(yè)灌溉技術發(fā)生了根本性變化,標志著農業(yè)灌溉由粗放走向高度集約化和科學化,基本實現了按需供水、肥,成為灌溉技術的一項重大突破。


20世紀60年代后,滴灌技術開始在美國、澳大利亞、墨西哥、南非等地陸續(xù)研究和示范應用。

我國從上世紀70年代開始引進滴灌技術,通過引進、消化吸收再創(chuàng)新,在灌溉設備和配套技術等方面有了長足的發(fā)展,基本形成了國內具有區(qū)域特色的滴灌技術體系。


水肥一體化技術對于農業(yè)生產的重要性

水肥一體化技術對于農業(yè)生產具有重要的意義,具體表現在:

節(jié)水:水肥一體化技術可減少水分的下滲和蒸發(fā),提高水分利用率。 

節(jié)肥:水肥一體化技術實現了平衡施肥和集中施肥,減少了肥料揮發(fā)和流失,以及養(yǎng)分過剩造成的損失,具有施肥簡便、供肥及時、作物易于吸收、提高肥料利用率等優(yōu)點。


改善微生態(tài)環(huán)境:保護地栽培采用水肥一體化技術,一是明顯降低了溫室內空氣濕度。二是保持溫室溫度。三是增強微生物活性,促進作物對養(yǎng)分的吸收。四是有利于改善土壤物理性質。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板結,土壤容重降低,孔隙度增加。五是減少土壤養(yǎng)分淋失,減少地下水的污染。

減輕病蟲害發(fā)生:空氣濕度的降低,在很大程度上抑制了作物病害的發(fā)生,減少了農藥的投入和防治病害的勞力投入。

除了以上四點,水肥一體化還可以增加產量、改善品質,提高經濟效益。


02

實現原理和技術手段




水肥一體化的實現原理

水肥一體機工作原理就是通過布置在各個節(jié)點傳感器將實時監(jiān)測的土壤養(yǎng)分、水分等情況反饋給水肥一體機,當數值低于系統(tǒng)的標準值之后,水肥一體機通過信號遠程打開灌溉片區(qū)的電磁閥實現自動灌溉自動施肥,當各傳感器數值達到標準值,又可以遠程自動關閉灌溉施肥,實現智能化、數據化、科學化管理灌溉施肥,大大提高工作效率。


水肥一體化的技術手段

水肥一體化是一項綜合技術,涉及到農田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面,其主要技術要領須注意以下四方面:


●建立一套滴灌系統(tǒng):在設計方面,要根據地形、田塊、單元、土壤質地、作物種植方式、水源特點等基本情況,設計管道系統(tǒng)的埋設深度、長度、灌區(qū)面積等。

●設計施肥系統(tǒng):在田間要設計為定量施肥,包括蓄水池和混肥池的位置、容量、出口、施肥管道、分配器閥門、水泵肥泵等。

●選擇適宜肥料種類:可選液態(tài)或固態(tài)肥料,如氨水、尿素、硫銨、硝銨、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、硝酸鈣、硫酸鎂等肥料,如果用沼液或腐殖酸液肥,必須經過過漏,以免堵塞管道。


●灌溉施肥的操作:根據作物需求和土壤肥力狀況,合理計算肥料與水的配比,調整灌溉設備的噴頭、水流和壓力,使其適合水肥一體化技術的要求。

在灌溉過程中,將肥料與水混合,均勻地噴灑到作物根部。觀察作物生長情況,根據需要及時調整肥料和水的配比,保證作物的健康生長。


水肥一體化技術與傳統(tǒng)農業(yè)技術的比較

水肥一體化技術與傳統(tǒng)農業(yè)生產技術相比,具有以下優(yōu)勢:

可以有效提高肥料的利用率,減少肥料的浪費;

可以改善土壤質量,提高作物的產量;

可以減少農藥的使用,減少對環(huán)境的污染;

可以提高農業(yè)生產的效率,降低生產成本。


水肥一體化的不同類型

根據不同的應用場景和具體功能,水肥一體化設備可以分為多種類型,包括:

●滴灌肥水一體化設備:主要由液肥桶、氣液混合器、滴灌管等組成,實現肥水同步,可根據植物的需要,精確控制肥水的配比和施肥量,減少浪費和污染。


●噴灌肥水一體化設備:通過高壓泵將肥料和水混合,通過噴嘴將肥水均勻地噴灑在田地上,節(jié)約了施肥和用水的成本,提高了農作物的產量和質量。

●土壤肥水一體化設備:通過測量土壤的含水量、PH值、溫度等參數,實時調整灌溉和施肥的量,實現肥水一體化,節(jié)約資源,提高農作物的產量和質量。

●水肥一體化控制系統(tǒng):將傳感器、控制器、液肥桶、水泵等組成一個系統(tǒng),實現肥水一體化的控制和管理,可以根據不同的植物、不同的土壤條件,實現精準的灌溉和施肥,提高農作物的生長速度和質量。


03

未來發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)


水肥一體化技術的未來發(fā)展趨勢和前景

水肥一體化是農業(yè)數字化發(fā)展的趨勢之一,未來的發(fā)展方向主要包括以下幾個方面:


●智能化:隨著人工智能技術和大數據分析的發(fā)展,未來的水肥一體化設備將越來越智能化,能夠實現自主調節(jié)、自動控制和遠程監(jiān)測等功能,提高農業(yè)生產效率和精準度。


●信息化:未來的水肥一體化設備將會更加信息化,通過互聯(lián)網、物聯(lián)網等技術實現與其他農業(yè)數字化設備的聯(lián)動,從而形成一個閉環(huán)的農業(yè)數字化生態(tài)系統(tǒng)。

●精細化:隨著農業(yè)數字化的深入推進,未來的水肥一體化將更加精細化,能夠根據不同作物的需求、生長階段和環(huán)境因素等情況,實現精準施肥、精準灌溉和精準管理。

●生態(tài)化:未來的水肥一體化設備將更加注重生態(tài)環(huán)境保護,通過精準施肥、精準灌溉和生態(tài)修復等措施,實現農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,同時保護生態(tài)環(huán)境。


近日,由耕云科技自主研發(fā)的首臺國產智能水肥監(jiān)測一體機在山東淄博上線投入運行,為推進農業(yè)現代化和可持續(xù)發(fā)展做出了積極的貢獻。


耕云科技致力于將物云大、人工智能等新一代信息技術服務于現代農業(yè)產業(yè)。其打造的智能水肥一體化系統(tǒng)結合物聯(lián)網遠程控制、GIS地理信息系統(tǒng)、氣象墑情監(jiān)測等信息技術,創(chuàng)新性地構建了一套完整的“互聯(lián)網+農業(yè)灌溉管理”服務體系。

系統(tǒng)能實現作物生長環(huán)境全程監(jiān)控、遠程水肥灌溉控制、農業(yè)大數據采集等功能,指導農作物全生育期的標準化作業(yè)。

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