節(jié)水、智能、科學(xué)——水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)
我國(guó)是世界上發(fā)展農(nóng)田灌溉最早的國(guó)家之一：秦漢之前將農(nóng)田灌溉稱為“浸”，到漢代時(shí)稱之為“溉”或“灌”，西漢時(shí)“灌浸”和“溉灌”、“灌溉”并用，唐以后習(xí)慣用“灌溉”一詞，并沿用至今。
作物和綠地植被從種子萌發(fā)以及成長(zhǎng)的全過(guò)程都需要水參與光合作用。但植株消耗的水分99%以上是用于葉面蒸騰和株間土壤蒸發(fā)，以調(diào)節(jié)作物體溫、改善小氣候和向植物體內(nèi)輸送養(yǎng)分。沒(méi)有適量的水分供應(yīng)，作物的生長(zhǎng)發(fā)育就會(huì)受到抑制和損害。
從作物的不同生長(zhǎng)階段而言，灌溉主要有播種前灌水、催苗灌水、生長(zhǎng)期灌水及冬季灌水等種類。目前，農(nóng)業(yè)中常用的灌溉方式是地面灌溉，這種方式是澆地而不是澆作物，容易造成灌水不均勻，容易表層土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，形成板層，影響土壤中好氣微生物的分解作用。
為了保護(hù)土壤，改變這種澆地而不澆作物的局面，水肥一體化灌溉系統(tǒng)針對(duì)不同的作物的生長(zhǎng)規(guī)律制定不同的施肥計(jì)劃，根據(jù)作物需水需肥規(guī)律隨時(shí)供給，缺什么補(bǔ)什么，做到精準(zhǔn)施肥。
水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)具備的功能：
（1）土壤墑情及流量監(jiān)測(cè)：土壤溫濕度傳感器、土壤氮磷鉀傳感器將實(shí)時(shí)采集土壤中氮磷鉀的含量及土壤水分變化，流量變送器等將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)灌溉的狀況，當(dāng)灌區(qū)土壤濕度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的下限值時(shí)，電磁閥可以自動(dòng)開(kāi)啟，當(dāng)監(jiān)測(cè)的土壤含水量及液位達(dá)到預(yù)設(shè)的灌水定額后，可以自動(dòng)關(guān)閉電磁閥系統(tǒng)。
（2）自動(dòng)攪拌控制：通過(guò)水肥一體機(jī)控制器后臺(tái)添加自動(dòng)控制水泵、肥料泵、攪拌、灌溉區(qū)等信息，如設(shè)置每路灌溉區(qū)的各種肥料元素的限值，不論某一路灌溉渠道的元素到達(dá)限值時(shí)，控制器將自動(dòng)關(guān)閉此路灌溉的開(kāi)關(guān)。
（3）智能灌溉的多種控制模式：手動(dòng)模式是指所有外接設(shè)備的開(kāi)關(guān)、水泵、每個(gè)施肥通道的獨(dú)立控制開(kāi)關(guān)、用量，流速施肥時(shí)間，施肥形式等都需要人力跟著，并隨時(shí)調(diào)整；自動(dòng)模式是通過(guò)設(shè)備先設(shè)定好水肥的澆灌時(shí)間、用量、施肥形式；也可設(shè)置時(shí)間進(jìn)行間隔灌溉或者循環(huán)灌溉，控制水肥的用量多少；可點(diǎn)擊自動(dòng)停止，提前停止灌溉，與手動(dòng)模式相比自動(dòng)模式更加智能且省時(shí)省力。
（4）多終端管理查看：種植者通過(guò)手機(jī)、電腦、微信公眾號(hào)等多種終端登錄，隨時(shí)隨地查看施肥灌溉的當(dāng)前情況：實(shí)時(shí)顯示水泵和肥料泵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，4個(gè)肥料桶各自的攪拌狀態(tài)、瞬時(shí)流量及總流量，以及管道內(nèi)的混合肥料的實(shí)時(shí)EC和PH值以及12路灌溉區(qū)的灌溉狀態(tài)等信息。
我司設(shè)計(jì)的智能水肥一體化系統(tǒng)由水肥一體機(jī)、過(guò)濾系統(tǒng)、閥門(mén)控制器、電磁閥、田間管路、監(jiān)控軟件云平臺(tái)組成，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種管理模式：
手動(dòng)模式是指手動(dòng)控制所有外接設(shè)備的開(kāi)關(guān)以及水泵等設(shè)備，且每個(gè)施肥通道可以獨(dú)立的控制設(shè)備的開(kāi)和關(guān)，用量，流速施肥時(shí)間，施肥形式等；可外接繼電器設(shè)備及采集設(shè)備匯總，且能獨(dú)立控制各繼電器及外接設(shè)備，與自動(dòng)模式相比，手動(dòng)模式需要人工看守，不夠智能。
自動(dòng)模式是指所有設(shè)定水肥一體控制器根據(jù)不同的作物的需肥特點(diǎn)自動(dòng)設(shè)置施肥灌溉的一系列參數(shù)，種植者不能自主更改參數(shù)：設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制水肥的澆灌時(shí)間、用量、施肥形式等；可設(shè)置時(shí)間進(jìn)行間隔灌溉或者循環(huán)灌溉，控制水肥的用量多少；可點(diǎn)擊自動(dòng)停止，提前停止灌溉。
水肥一體化將灌溉與施肥融為一體，并根據(jù)作物的不同需求，對(duì)水分和肥料進(jìn)行綜合調(diào)控、配兌及管理，實(shí)現(xiàn)以水帶肥、以肥促水、因水施肥、水肥耦合，是一種新型農(nóng)業(yè)一體化管理技術(shù)。
