水肥一体化滴灌技术在果园中的应用

在农业经济发展进程中,果园水肥由于受到相关因素的影响及限制,水肥合理利用仍存在较大问题。这就需要在原有灌溉技术上进行优化改善,从节省人力、物力及提升肥料利用率来看,水肥一体化滴灌技术的效果较好。该技术不仅能对果园温度和湿度进行控制,还能减少环境污染问题。因此,在水肥一体化滴灌技术实际应用阶段,应当重点掌控以下几个技术要点,使其能效发挥至最大,为果园中作物的正常生长奠定基础。本文就水肥一体化在果园中的应用进行了阐述和分析。     

水肥一体化技术及其在草莓生产上的应用

我国在农业生产中存在水肥过量使用及使用方法不当的现象,导致水肥利用率不高和环境,而水肥一体化技术具有节省水肥和提高其利用率的优点.为此,介绍了水肥一体化系统中灌溉和施肥设备的分类,分析和归纳了影响水肥一体化灌水器和施肥器技术发展的因素,以及水溶肥在水肥一体化中的应用,并总结了不同水肥组合与灌溉水平和智能水肥系统在草莓上...     

基于模糊控制的水肥一体化pH值控制策略研究

近年来,各级部门大力推广水肥一体化技术,提高水肥的利用率,节约水肥资源。目前国内的水肥一体化系统还存在智能化水平低、混肥精度不高和pH调控不精准的问题,针对水肥一体机调节水肥pH值过程的大滞后、大惯性、数学模型不确定的特点,本论文将模糊控制应用于水肥一体化设备,设计调节水肥pH值的模糊控制系统。用Matlab软件对此系统和传统的PID控制系统进行对比仿真,试验证明该系统能够满足精准施肥过程中对pH值调节的控制要求,并且该系统具有更小的超调量和稳定时间,超调量减少32%,调节时间减少90 s,以及更强的抗干扰能力的特点,恢复时间减少90 s。仿真效果理想,可以将此控制策略应用于水肥一体化控制设备中。     

国内外果园水肥一体化设备研究进展及发展趋势

水肥利用效率是制约我国果品生产的重要因素之一,随着果园种植面积的不断扩大,果园水肥利用效率低的问题愈发严重,这对果园水肥管理提出更高的要求。近年来水肥一体化技术在果园节水节肥中表现出明显优势,发展前景受到国内外广泛的关注。对国内外水肥一体化主要技术模式及关键设备的研究进展进行总结,分析我国水肥一体化设备发展中存在的主要问题:自主研发能力不足、智能化水平较低、市场价格较高、推广应用水平亟待提高。同时阐述注重技术研发、降低生产成本、构建信息共享平台是我国水肥一体化设备发展的重要趋势。     

马铃薯水肥一体化脉冲控制浓度自调整系统设计 —基于PLC控制

结合当前我国马铃薯水肥一体化灌溉的发展趋势及发展需求,设计了一款基于西门子PLC精确控制的水肥一体化系统,相比于单片机控制,系统在运行稳定性、混肥均匀性、系统响应时间、水肥利用率均得到了显著的提升.系统由水源工程、首部控制系统、输水网管组成.控制枢纽系统以西门子PLC为核心,配合远传压力表和电导率、酸碱度传感器可以实时...     

水肥一体化技术发展概述

在农业生产灌溉施肥的过程中,合理地使用水肥可以提高水和肥料的利用率,近年来我国大力提倡发展水肥一体化技术,这是未来智能农业发展的大势所趋。重点阐述国内外水肥一体化技术的发展现状,对各国水肥一体化典型产品进行案例分析。根据我国农业的实际情况提出该技术现存在传感器精度不足、作物水肥模型需求量较大、环境因素与水肥模型协调不均衡、数据传输不稳定等问题,提出与物联网相结合的水肥一体化技术将是未来发展的重点。同时提出未来应着重于研究提升传感器性能、优化水肥一体化物联网系统的决策能力、提升数据传输与接收的稳定性等,以此作为未来我国水肥一体化技术发展的参考。     

山地果园水肥一体化控制系统设计与试验

为解决目前山地果园灌溉成本高、肥效低、浪费严重等问题,构建了一套果园水肥一体化滴灌系统,主要包括数据采集系统、控制中心、灌溉施肥系统,可自动完成母液配制、水肥循环、水肥灌溉及清水灌溉等过程。该系统以PLC为主控制器,以人机交互界面协同的方式控制作业,各传感器与PLC建立MODBUS协议并进行数据交换,保证作业过程中数据的实时监控。在水肥灌溉试验中,3个区域同一支管上不同滴头的平均水量为1.253、1.297、1.172L,同一滴头每5min出水量的平均值分别为0.626、0.659、0.616L,施肥过程中的水肥配比与目标值相比误差不超过5%,能够满足精准施肥要求。     

基于混合蚁群算法和变论域模糊控制的混肥系统设计

为使水肥溶液更好满足果树养分需求,设计一个果园水肥一体化混肥系统。系统采用液位传感器、pH值传感器和EC值传感器检测水肥溶液参数,采用逻辑控制调节水、肥量和溶液EC值,通过基于混合蚁群算法的变论域模糊控制调节水肥溶液pH值。系统仿真及运行试验表明,该算法能够实时调节伸缩因子,将水肥溶液的pH值保持在7.0,实现水肥溶液pH值的精准调节,满足果树生长需要。     

果园开沟施肥机械的设计

施肥是果园生产中的重要环节之一，高效施肥对于提高果实产量和品质具有重要意义。目前，我国果园施肥技术主要基于水肥一体化设备施液体肥和机械开沟施肥。设计一种果园开沟施肥机械，并对关键部件进行设计与分析，该设备可以一次性完成开沟和施肥作业，改善传统施肥技术中存在的工作效率和肥料利用率低等问题。研究结果可以为果园机械化发展提供技术支撑。     

微灌水肥作业自动化智能控制系统研究

针对我国农业用水利用效率不高、化肥过量施用导致环境恶化等问题,研制开发一套适合东北地区玉米微灌水肥一体化作业的自动化智能控制系统,介绍了田间信息采集、施肥决策和智能控制施肥3个模块的功能、工作原理。实际应用结果表明,该系统实现化肥减量施用10%～12%,化肥利用率提高5%～6%,对提高水肥资源利用率具有重要意义。      

基于有效氮现场快速检测的水肥一体化系统设计

为了提高肥料利用率,将近红外光谱检测技术与水肥一体化技术结合,研究设计一套基于有效氮现场快速检测的水肥一体化系统,主要包括数据监测模块、灌溉施肥模块及控制模块。该系统可以根据实时氮素监测,并综合EC值、pH值及作物环境参数数据,实现精准定量施肥灌溉,提高农作物产量和品质,减少环境污染。     

基于PLC的果园水肥一体化控制系统设计

为保证果园作物的养分需求,使水肥混合溶液更地好满足果树生长需要,设计了一个基于PLC的果园水肥一体化控制系统。系统以西门子S7-200 SMART PLC为核心,包括灌溉水过滤子系统、混肥子系统及施肥和反冲洗子系统,通过魂魄支持Modbus通讯协议的压力传感器、液位传感器、pH值传感器、EC值传感器和土壤湿度传感器来检测系统运行参数和土壤湿度。使用西门子SMART 1000 IE V3触摸屏完成了人机交互界面设计,包括开机界面、手动控制界面、自动控制界面、历史数据界面和动态监控界面,用户可以直观查询设备的运行参数、便捷制定灌溉施肥方案。试验结果表明:系统实现了水肥溶液的精准调节,在20s内可以将水肥溶液的pH值保持在7.0,在20min内将溶液EC值保持在1 500μS/cm,从而完成混肥过程,提高了水肥利用效率,保证了设备的高效、稳定运行,在我国果园种植中具有广阔的应用前景。     

水肥一体化技术的研究进展与发展趋势

传统农业"大水大肥"的生产方式,浪费水肥资源、污染环境,制约了我国农业的持续健康发展,而水肥一体化技术是提高水肥利用率、肥药减施的重要手段,是目前国际公认最好的灌溉施肥技术。为此,阐述了水肥一体化技术在水肥利用率及作物生长、品质等方面的研究,分类介绍了重力自压施肥法、压差式施肥法和文丘里施肥法等施肥方式的工作原理和研究进展,并对各种施肥方式进行了对比分析。最后,结合水肥一体化技术的研究进展,对水肥一体化技术的发展趋势进行了展望。     

基于物联网的水肥一体化系统

水肥一体化系统是智慧农业核心内容之一,该系统可实现农业灌溉节水节肥、省时省工、提质增效。水肥一体化系统主要由控制器、过滤器和文丘里吸肥器等部件,以及控制、水肥供给、混肥和检测等模块组成,系统论述了水肥一体化系统结构特点及工作原理。基于水肥电导率调节过程和水肥pH值调节过程,阐述了水肥一体化系统控制对象和策略。利用田间采集系统、灌溉控制系统、水肥一体化系统、云端服务器、传输系统和无线传感器网络,以及远程监控平台,可对前端信息进行实时监测与传输。基于水肥一体化控制系统、远程测控系统,以及滴灌、微喷灌水肥一体化系统,探讨了水肥一体化关键技术和技术应用模式。基于物联网的水肥一体化系统为现代化农业建设和智慧水利建设提供技术支撑。     

蓝莓温室智能水肥一体化系统构建

蓝莓基地传统的灌溉施肥方式,不仅水肥利用率低,造成大量浪费,带来环境污染,还导致农产品品质的降低,制约我国现代农业的健康发展。针对上述问题,利用无线传感器物联网监控技术和自动控制技术相结合,基于蓝莓生长环境和水肥需求的规律,构建包括环境信息采集系统、智能化服务平台、灌溉施肥系统以及环境调节设备,可实时监测蓝莓生长环境与生长发育状况,并根据蓝莓生长模型与精准算法及时按需足量实现对蓝莓的灌溉施肥与生长发育智能化控制的蓝莓温室智能水肥一体化系统。试验结果表明设计的智能水肥一体化系统用于蓝莓种植可节水35%~45%,节肥25%~35%,蓝莓增产10%~15%,减少60%以上劳动力,降低农业污染。     

水肥一体化管控系统设计和实现

针对目前水肥一体化系统存在首部和田间设备随机组成、规格标准不统一、对各部件不能统一管理、运行维护智能化程度不高及管理效率低等问题,设计了一套水肥一体化管控系统。系统由水肥一体机、田间设备、云端服务平台、数据传输系统和管理网站及微信小程序等部分组成,应用了数据采集、数据传输、控制决策、智能控制等技术,在管理软件的集成下实现了集信息采集、传输、管理与决策控制于一体。实际应用表明:系统集成度高,实现了水肥一体化精量灌溉和施肥,提升了管控水平,达到了节本增效和管理模式的创新,可为水肥一体化系统设计和应用提供参考,应用前景较好。     

国内外水肥一体化技术发展现状与趋势

水肥一体化技术是解决我国当前灌溉水肥利用率低、消耗大、污染严重等问题的有效手段,是一种新型的农业高新实用技术。文章介绍了水肥一体化技术的国内外现状和相关应用装备,分析了现今国内技术发展的主要问题,并总结了解决途径和发展方向。     

莲雾水肥一体化微喷灌技术与应用

莲雾水肥一体化微喷灌技术作为在果园中可以有效帮助果园降低施肥不均和养分流失等问题的一种新型的喷灌技术,在果园的施肥管理中有着非常重要的作用和意义。在原本的果园施肥管理中,原本的施肥方案和策略并不能做到将化肥平均分散在莲雾的生长区域,导致了果园内施肥不均的问题出现。水肥一体化微喷灌技术的应用可以有效地帮助果园改善施肥状况,帮助果园提高效益,使果园可以得到更好的发展。     

水肥一体化系统首部研究现状与展望

为分析当前水肥一体化系统首部存在的问题及探索其发展方向,首先,以施肥机和灌溉系统匹配方式为依据,对系统首部进行分类,阐明支管路注肥旁通式系统首部和主管路肥料预混式系统首部的结构和原理;其次,总结常见的施肥机控制系统实现方式,分析单机控制系统和网络型控制系统的控制方式和控制逻辑,以及各种控制方式的优缺点;第三,对目前新兴的水肥一体化+新技术(装备)进行总结,阐述水肥一体化与传统技术装备融合的过程中出现的新技术、新装备;第四,指出系统首部存在的主要问题,主要论证首部控制系统的控制逻辑难以农艺管理相适应、难以按相应阈值自动启停等短板问题,以及土壤与作物生理信息原位在线检测技术、按不同作物的需水需肥规律进行水肥决策等难点问题;最后,探讨系统首部的发展方向,终端型设备向小型化便携式发展,控制中心型系统首部与边缘计算的智能网关相结合,智能控制系统应与具体种植模式和庄稼结合精细化设计,从而实现无人化管理。     

模糊控制模型在水肥一体化中的应用研究

水肥一体化是将灌溉与施肥融为一体的一种节水农业技术,借助管道灌溉系统,将由固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液适时、适量地输入到农作物根部土壤,保证农作物对水分和养分的需求。水肥一体化技术的实现对提高水、肥利用效率、减少环境污染具有重要的意义。针对水肥灌溉一体化技术控制实施过程中具有的非线性和不确定性,结合PLC控制系统稳定、可靠的特点,将模糊控制技术应用到水肥一体化控制设备,提高水肥一体化灌溉施肥机的水肥利用效率,实现水肥一体化自动精准灌溉施肥。仿真结果表明精准灌溉施肥模糊控制技术的应用达到了水肥一体化设备对高效施肥的要求,实现水肥的同步管理和高效利用。