精準灌溉施肥設施的實現

1、精準灌溉施肥設施技術現狀

國外一些發達國家運用先進的電子技術、計算機控制技術，在灌溉施肥自動控制技術方面起步較早并日趨成熟。美國、以色列荷蘭等國家在節水灌溉應用技術上處于領先地位。以色列的溫室設備材料、滴灌技術均屬世界一流，其高效節水灌溉系統可把設施土壤的鹽漬化程度控制在很低水平，主要以滴灌為主，而且采用了現代化的滴灌和微噴灌系統對農作物進行灌溉，并在作物附近安裝傳感器以測定作物的水、肥狀況，將田間的傳感器和辦公室的控制中心進行通訊，即可方便的實現作物的灌溉和施肥的遠程監控是水肥的利用率達到80%-90%。

我國的滴灌技術始于上世紀70年代，最初是從國外引進一些自動灌溉施肥系統來進行應用和研究并取得了一定的成果，但出于受限傳統的作物種植習慣以及用戶的技術水平等原因，我國的精準灌溉施肥控制系統的研究成果目前大部分還處于示范性應用階段，農業使用比例較小，同時土樣采集研究造價較高，變量投入精準度有待提升，土壤信息分析決策系統不夠完善，和國外相比，同類產品仍然存在著一定差距。

2、精準灌溉施肥自動一體化模型的創建

需要創建的灌溉施肥模型:為實現某地精準灌溉施肥，故采取變量施肥技術。先通過GPS系統確定需要進行精準澆灌的區域，然后根據農業的精準灌溉施肥技術要求，將田地劃分為多塊小型田地一一操作單元， 并對其進行編碼和相關土樣采集和分析工作，將得到信息存入GIS系統中，并將GPS和GIS系統結合;將差異返給計算機智能決策系統，并使用科學施肥方法進行相關參數的計算，精準確定農植物水肥用量，并作出決策; PC機依照決策指令下達操作命令，完成精準灌溉施肥作業。模型總體流程為農田網格劃分一一突然采樣一-土壤養分分析一一專家施肥決策-——生成施肥處方-一實現自動施肥監控一-控制執行機構動作。

3、控制系統的實現

3.1 硬件組成

巡行系統使用到的技術包括信息收集分析技術、傳感器技術和自控技術，并配合作物施肥專家體系根據作物的不同需求，執行精準澆灌作業，實現農業豐產目標。

3.2 數據收集和分析

該環節主要分為三個步驟:第一，通過GPS系統獲取需要施肥地塊的邊界信息。先采用GPS獲得地塊基站位置，然后使基站繞地塊一周， 測定地塊輪廓數據，并將GPS的獲得的數據信息轉換成地理信息:第二，對得到地塊的地理信息進行單元劃分和系統編碼，目的主要是為了詳細劃分每小塊用地,并作為信息采集單元，確定每塊用地的詳細水肥需求，然后進行相關變量投入裁決;第三，地塊土樣養分的采集和成分分析。將得到地塊邊界進行上述步驟后，進行人工采取土壤樣本作業，并對采集到的土樣進行一系列數據 (有機物成分、含量、PH值等)分析，建立相應地塊的信息數據庫，供系統決策者進行裁決，得到灌溉方案。

3.3 自動灌溉施肥系統的執行

該環節的主要元件是PC機，并且對于初始命令執行后，還有試試監測教官過程中的有關數據（液罐壓力、流量、溶液的EC和ph值等），然后按照下圖進行相關原件的指令控制，實現精準灌溉的目標。

【參考文件： 精準灌溉施肥設施技術的研究和實現，李泓輝 】

責任編輯：七年