自動化滴灌施肥系統的組成及功能

隨著滴灌技術的發展，越來越多的自動控制技術引入水肥一體化中，使其功能越來越強大和完善。現有的自動化、智能化滴灌施肥系統可以監測土壤墑情，根據作物生長發育的水肥需求規律，做出灌溉施肥的決策和方案，并實施自動、精量化的水肥管理。

自動化滴灌施肥技術是指利用相關裝備和系統，自動獲取作物土壤的需水、需肥信息，并根據獲取的信息對作物的灌溉施肥適時、適量控制，自動進行水肥管理的技術。

• 自動化滴灌施肥系統的組成

當前較成熟的自動化滴灌施肥系統一般由灌溉施肥系統、自動化控制系統兩大部分組成。滴灌施肥系統包括首部樞紐、輸水管道和滴頭。其中，肥液(營養液)混合設備或裝置是其關鍵。自動化控制系統既包含各種硬件，如計算機及自動化控制設備、土壤水分和農田氣象傳感器；也包括相應的軟件， 如作物灌溉施肥的管理決策系統、控制各個設備的計算機程序等。自動化控制系統是整個滴灌施肥系統的核心。

以應用于溫室中的灌溉施肥自動化控制系統為例(圖1-1)，一般是由PC機終端(上位機)、控制器(下位機)、執行機構、數據采集傳感器、控制程序和灌溉施肥管理軟件等構成的兩級分布式自控系統。上位機主要完成系統管理、數據采集及分析處理、存取、指令輸出等功能，下位機則按上位機的指令或在下位機上直接輸入指令實現對執行機構的控制，并且采集和傳送設備工作信息。控制器可根據控制程序發出的指令自動啟動或關閉各種執行設備(如水泵、電磁閥、施肥泵等)。系統中的各種傳感器測量出溫度、濕度、酸堿度、電導率、土壤濕度、風速風向、日照強度等信息，作為實施自動控制的依據。傳感器上有通信接口，與控制器和終端相連。PC機是系統的控制中心，各個控制器通過有線、無線組網的方式與PC機進行通信連接，接受上位機的程序設置和實時監控要求，并反饋相關的控制和作業信息，從而實現對整個灌溉施肥系統的全面控制和調節。

因此，自動灌溉施肥技術是自動化技術、計算機技術與灌溉施肥技術相結合的復合精準農業技術。它是建立在對農田、作物信息的監測傳輸，對作物水肥吸收規律的信息化處理，以及灌溉施肥設備的配置、管網設計和泵、閥等設備自動化控制基礎之上的綜合。

（山東時雨塑膠工業有限公司）

• 自動化灌溉施肥系統的基本功能

1)可以實現灌溉施肥的人工控制、程序控制和自動控制。人工控制即手動控制開啟或關閉系統運行。程序控制是指用戶可以通過輸入終端直接進行灌溉施肥程序的設計，自動執行不同定量或定時設置的灌溉施肥過程。自動控制是指用戶在選定作物灌溉施肥模式后，系統可以根據計算機所存儲的數據庫資料和傳感器或輸入條件進行全自動智能灌溉控制。例如，可實現依據作物生長階段、土壤濕度、蒸發量、降水量和太陽輻射強度自動調節和控制灌溉施肥。

2)可以實現營養液EC/pH實時監控，能夠進行精確的比例均衡施肥。根據預先設置的作物要求的EC/pH控制水平，自動調節肥液混合設備的施肥速度。

3)具有單獨的灌水或施肥模式。

4)擁有灌溉施肥自動報警系統。當出現灌溉施肥運行錯誤時，系統自動停止或報警。

采用自動灌溉施肥系統技術可以很方便地調節灌溉水中營養物質的數量和濃度，使其與植物的需要和氣候條件相適應：可以大幅度提高化肥利用率；提高養分的有效性；促進植物根系對養分的吸收；提高作物的產量和質量；減少養分向根系分布區以下土層的淋失；還可以大幅度節省時間、運輸、勞動力及燃料等費用，實施精確施肥。