[实用新型]一种农作物精良灌溉的水肥气热集成控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及计算机技术、传感技术、网络信息化技术、计算机智能化的管理技术，具体涉及农作物水肥气热精量灌溉的控制系统，更具体的说，涉及一种农作物精良灌溉的水肥气热集成控制系统。

背景技术

水肥气热集成灌溉是肥料随同灌溉水一同进入田间的一种灌溉方式，是施肥技术(Fertilization)和灌溉技术(Irrigation)相结合的一项新技术，是精准施肥与精确灌溉相结合的产物。即灌溉、地下灌溉等在灌水的同时，按照作物生长各个阶段对养分的需求和气候条件等准确讲肥料补加和均匀施在根系附近，被根系直接吸收利用。采用水肥气热融合灌溉技术可以很方便地调节灌溉水中营养物质的浓度和数量，大幅度提高花费利用率；如甘蔗水肥气热滴灌施肥氮的利用率达75%～80%，常规施肥只有40%(Ng Kee and Deville)；提高作物的产量和质量，提高养分的有效性，减轻施肥对环境的污染；同时还可以大幅度节省时间、运输、劳动力及燃料等费用，实施精确施肥。水肥气热混合自动控制技术的发展有力地促进了现代农业的发展。无论是应用于设施栽培中还是应用在大田作物中的自动灌溉控制技术更是影响现代农业发展的热点。施肥与灌溉同时进行水肥耦合、气热耦合，不仅具有节水、节肥、节能、节省人力等优点，而且还可以大大提高作物产量和质量，同时减轻了施肥对环境的污染。与世界其他国家如美国、以色列和加拿大等国家相比，我国水肥耦合灌溉系统的自动程度较低，自动施肥灌溉的控制技术还处于研究阶段，基于此，本课题研究水肥气热装置，基于传统的农业灌溉技术，融合计算机技术、数字化技术、网络技术、智能技术和可视化技术等与云计算、物联网，提高灌溉水的利用率，使节水灌溉的效益最大化是我国发展现代节水农业的根本需求。随着对农业节水理论的研究不断深入和相关技术水平的逐渐提高，利用高新技术与传统技术相结合的方式已成为农业节水技术发展的必然趋势，农业节水技术正日益走向精准化和可控化，以满足现代农业发展对灌溉系统应具有灵活、准确、快捷等特点的要求。精量控制灌溉是现代节水灌溉发展的前沿技术，对该技术的研究与应用不仅可有效提高灌溉水利用效率和作物产量及品质，还可大幅度提高化肥和农药的有效利用率，减少对农田生态环境带来的污染。对精量控制灌溉技术体系的研究正成为国内外灌溉理论和技术研究有望取得突破的热点。

同时国内灌溉控制仅考虑了作物需水量的供给，而水、肥同时考虑的不多，没有成熟的水肥精量控制设备被推广应用，国内外现有的水肥控制是根据肥料比例、施肥时间、施肥总量来控制，还有对灌溉水的整体电导率EC的宏观控制，无法单独测量单种养分浓度，且现有的养分测量仪器无法实现在线实时的测量，还没有针对灌溉肥液氮、磷、钾微量元素浓度进行单独和集成控制的相关设备面世，而且在灌溉系统智能发展到一定，国内外还没有有针对性系统研究管网智能铺设，以最优方式控制水肥流量，节约经济成本，来应对数字化灌溉时代的到来。

灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。

据研究资料表明：每种植物都有适合其生长的湿度，湿度过大，植物的根系就会在土壤中腐烂，湿度过小，就不足以满足植物生长所需要的水分。灌溉就是最大限度地满足土壤的湿度在适宜植物生长的湿度范围之内。经资料查证最适宜草坪生长的湿度是50%—60%RH。