[发明专利]一种智能化灌排循环利用系统及方法

说明书

本发明涉及一种智能化灌排循环利用系统及方法，所述系统包括：信息采集系统，用于采集农作物冠层叶面信息，农作物田区的温度、湿度、光辐射度、风速、二氧化碳、二氧化氮和甲烷中的至少一个参数,以及土壤的含水率、电导率、含盐量和酸碱度中的至少一个参数；远程智能管控平台，根据采集的各种参数信息，计算出农作物水肥需求量、土壤与农作物的蒸腾量和土壤水分和肥力的变化情况，然后根据这些参数生成控制信息发送给所述水肥一体化装置和所述控制计量闸泵装置；水肥一体化装置，用于根据控制信息，按时间提供一定数量和配比的水和肥料，注入到农作物田；控制计量闸泵装置，用于根据控制信息，控制水肥一体化装置将水和肥料注入农作物田的进程。

技术领域

本发明涉及农业灌溉领域，尤其涉及一种智能化灌排循环利用系统及方法。

背景技术

我国大部分地区水资源不足,河流断流加剧,水体污染,已严重影响到整个地区的生态环境及农业可持续发展。而现阶段,我国农业用水浪费现象仍很严重,各灌区灌溉水的利用系数平均仅为0.4左右，发达国家灌溉水的利用系数平均仅为0.8左右。粮食作物的灌溉水利用效率,即灌溉1m³水增产的粮食平均低于1kg,而发达国家可达2kg,以色列甚至可达2.3kg。

传统灌溉技术远远满足不了现代农业的节水要求，田间渠道渗水漏水占稻区用水的10％左右，无法实施水肥一体化；满灌或漫灌使水中的水肥利用率很低。有些地区开始使用控制灌溉，灌溉过程“浅、干、湿、晒”循环交替。农民可通过人工测量水层，观察土壤裂缝宽度、脚印深度等土壤表象进行判断。控制灌溉也是根据传统经验进行估算，加之农村劳动力能力和水平不断下降，无法根据土壤和作物生长真正的需水量进行灌溉和变量施肥。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种智能化灌排循环利用系统及方法。

第一方面，本发明提供了一种智能化灌排循环利用系统，包括：信息采集系统，包括至少一个第一采集单元和至少一个第二采集单元；所述至少一个第一采集单元用于采集农作物冠层叶面信息；所述至少一个第二采集单元用于测量农作物田区的温度、湿度、光辐射度、风速、二氧化碳、二氧化氮和甲烷中的至少一个参数,以及采集土壤的含水率、电导率、含盐量和酸碱度中的至少一个参数；远程智能管控平台，包括接收单元、处理单元和发送单元；所述接收单元用于接收所述信息采集系统的采集信息；所述处理单元用于根据农作物冠层叶面信息，计算出农作物水肥需求量；根据农作物田区的温度、湿度、光辐射度、风速、二氧化碳、二氧化氮和甲烷中的至少一个参数，计算出土壤与农作物的蒸腾量；根据土壤的含水率、电导率、含盐量和酸碱度中的至少一个参数，分析土壤水分和肥力的变化情况；所述发送单元用于根据所述农作物水肥需求量、所述土壤与农作物的蒸腾量和所述土壤水分和肥力的变化情况，生成控制信息发送给水肥一体化装置和控制计量闸泵装置；水肥一体化装置，用于根据所述控制信息，按时间提供一定数量和配比的水和肥料，注入到农作物田；控制计量闸泵装置，用于根据所述控制信息，控制水肥一体化装置将水和肥料注入农作物田的进程；当农作物田的水层和水量没有达到预定值时启动水泵进行按量抽水，并对水泵的抽水量进行计量；当到达预定值时自动关闭进排水渠道。

优选地，所述进排水渠道采用自愈式U型槽，其内表面设置有胶体耐腐蚀涂层。

优选地，所述第一采集单元可为多光谱仪，所述第二采集单元可为微波雷达。

优选地，所述处理单元还用于：通过将所述农作物水肥需求量、所述土壤与农作物的蒸腾量和所述土壤水分和肥力的变化情况进行耦合，得出土壤和农作物的最佳供水和供肥数量。

优选地，所述远程智能管控平台内还包括储存单元，用于储存本地历史遥感数据和本地区历史气象数据；通过所述处理单元进行深度学习，预测天气各种情况与农作物的长势。

优选地，还包括：排水口杀菌装置，用于对农作物田排出尾水中病毒进行消毒，减少农业病虫害。