基于柱塞泵与单片机的可控施肥机设计与喷灌试验

为了实现水肥一体化施肥装备流量精确且无水头损失,设计了一种基于柱塞泵与单片机的高精度可控施肥机,开展了恒流模式下6个流量梯度的喷灌系统施肥均匀性试验;以喷头总流量变化幅度为变量,设计了在1∶10的水肥配比下2种灌溉总流量变化幅度的不同工况,对比启、闭可控施肥机恒定水肥比例模式对水肥一体化支管内肥料浓度稳定性的影响效果.试验结果表明,高精度可控施肥机在流量分别为100,200,400,600,800,1 000 L/h的6种恒流模式时,喷灌均匀系数C_U为99.33%~99.71%、变异系数C_V为0.35%~0.75%;C_U,C_V与施肥机流量分别呈正相关与负相关关系,且喷头喷洒肥液的电导率总平均值E_C_-与施肥机流量之间具有显著的正相关性.在恒定水肥比例模式时,试验组管道内肥液浓度在160 s时趋于稳定,且稳定后肥液电导率与目标值偏差率小于4%.高精度可控施肥机恒流模式试验表明施肥机大流量下施肥均匀性变异系数仅为小流量下的50%,且改变施肥机的流量是水肥一体化喷灌系统实现高均匀度变量施肥的一种有效途径;试验证明恒水肥配比模式可有效减小支管肥料浓度受外界的影响.     

水氮对薯田土壤水分及马铃薯产量的影响

以马铃薯品种冀张薯8号为供试材料,在宁夏半干旱区固原旱地进行了膜下不同滴灌量和施氮量对薯田土壤水分及马铃薯产量的影响试验研究。结果表明:膜下滴灌可明显提高0~40cm土层土壤水分,水肥一体化适时、适量供给马铃薯,为马铃薯块茎生长至快速膨大阶段创造了适宜的水肥环境条件,加之地膜覆盖保墒,使其在水肥最佳状态下生长发育,达到了节水、节肥、增产的作用。氮肥施肥量75~300kg/hm~2,膜下滴灌450m3/hm~2,土壤水分10.03%~17.97%,较225m3/hm~2处理增加80%~59.5%。优化出马铃薯膜下滴灌定额450m3/hm~2、氮肥225kg/hm~2最佳栽培模式,马铃薯产量2.630 175万kg/hm~2,较无氮肥处理增产36.95%,氮素生产效率31.54kg/kg,水分生产效率69.88kg/(hm~2·mm)。     

西瓜水肥一体化灌溉研究进展

水资源短缺和肥料利用率低是我国农业发展面临的突出问题。水肥一体化灌溉是将灌溉与施肥融为一体的灌溉模式，可根据作物不同生育时期需水需肥规律，将水分和养分定时定量按比例精准提供到作物根部。?本文综述了国内外水肥一体化灌溉及相关技术研究进展、西瓜全生育期水肥需求规律和水肥一体化灌溉模式对西瓜生长发育、产量及品质的影响，分析了水肥一体化灌溉面临的问题并提出相关解决方案。深入研究水肥一体化灌溉理论、优化灌溉设备、改变传统灌溉施肥方式可为指导西瓜节水、节肥、优质、高产提供理论依据。     

宁农科1号西瓜压砂地种植水肥效应研究

通过3因素3水平正交试验,研究了灌溉定额、施肥量以及水肥交互作用对宁农科1号西瓜产量的影响。结果表明,土壤质量含水率在11%以上时,不会出现畸形瓜;补灌定额180~360m3/hm2时,产量趋于线性增长;补灌定额180~360m3/hm2、施有机肥量300~1 500kg/hm2、施油渣量300~900kg/hm2条件下,低水配以中肥、中水配以中肥、高水配以高肥具有较好的经济效益。     

冬马铃薯水肥一体化施肥技术研究

为了探索冬马铃薯水肥一体化的优化施肥方案,在膜下滴灌条件下,以陆良县多年多点早春马铃薯"3414"试验确定的推荐施肥量为基础,设置5个施肥处理进行田间小区试验,研究了不同施肥处理对冬马铃薯生长和产量的影响。结果表明:在膜下滴灌及肥料相同用量条件下,与常规施肥处理(T1)相比,采用滴灌施肥的T2、T3、T4和T5处理马铃薯生育期提前、出苗率高、长势好、单株结薯数和单株薯重高,增产增效明显。其中以配方肥70%做基肥+苗期滴单质肥料15%+现蕾期滴单质肥料15%和配方肥50%做基肥+苗期滴水溶肥25%+现蕾期滴水溶肥25%处理效果最好,比常规施肥处理出苗率提高了1.5%~4.7%、单株结薯数增加了0.7个以上、单株薯重显著增加了33.6~47.3 g、商品薯率提高了0.2%~0.5%,同时在产量上与常规施肥处理之间有极显著差异,分别显著增产10.7%和9.3%,增效15.6%和9.7%。在实际生产中,可以优先选择应用这两种施肥方式。     

三原县蔬菜机械化生产示范项目技术对比试验报告

综合研究了水肥一体化微喷灌技术效果,通过试验对水肥一体化微喷灌技术省水、省肥、增产及节本增效方面做了详细的试验数据分析,验证了设施农业应用水肥一体化微喷灌技术的优点。     

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。     

旁路吸肥式水肥一体化自动施肥机的设计与试验

依据现代农业节水省肥增产的灌溉要求,设计了一款三通道旁路吸肥式水肥一体化自动施肥机。其中混肥系统基于射流器并联,实现对多种单元素液肥的独立吸取;利用进水口及抽吸泵产生的压差,实现液肥吸入和水肥混合液的输出;控制系统以西门子PLC作为控制元件,以西门子EM231模拟量输入模块、以电动比例调节阀为执行部件,通过逻辑程序控制各个执行机构实现对单元素液肥的定量吸取。利用Solid Works完成整机的结构设计建模,运用FLo EFD软件对施肥机的水肥混合情况进行仿真模拟,验证该施肥机可以稳定、均匀、连续的进行水肥的吸入及输出。通过设备选型搭建试验,测得三通道最大吸肥量与仿真分析值最大误差为2%,小于3%,说明设计的三通道施肥机各通道有较高的吸肥精度。     

基于ORYZA＿V3模型的水稻水肥综合调控模式研究

[目的]探索赣抚平原灌区不同水文年型适宜的水稻水肥综合调控模式,为灌区水稻水肥管理提供决策依据。[方法]基于江西省灌溉试验中心站2012 2013年晚稻试验资料对ORYZA_V3模型进行了率定与验证,并以率定后的模型模拟分析了不同水文年组及水肥模式下晚稻灌溉定额、产量、氮肥利用率等指标。[结果]降低灌前水分下限能降低腾发量与灌溉定额。耕作层灌前土壤含水率大于饱和含水率的70%~75%时,降低灌前水分下限均能提高晚稻的产量与氮肥利用率。耕作层灌前土壤含水率低于饱和含水率的60%~65%时,晚稻产量、氮肥利用率均有所下降。施氮肥量增加会降低氮肥利用率,施氮肥次数增加能提高氮肥利用率,二者增加均能增加晚稻产量,但会导致晚稻耐旱能力降低。从节水、增产、增效的角度,推荐试验区采用的水肥综合调控模式:氮肥量135 kg/hm2,分3次施用(基肥∶分蘖肥∶穗肥为5∶3∶2),丰水年采用重旱节水灌溉模式(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率的60%~65%),平、枯水年采用中旱节水灌溉模式(耕作层灌前土壤含水率下限占饱和含水率的70%~75%)。[结论]与传统水肥模式相比,所推荐水肥模式在丰、平、枯水年能分别节水41.4%、30.0%、21.9%,增产7.5%、5.4%、3.4%,提高氮肥利用率57.3%、51.2%、44.9%,节省氮肥25%。     

水肥耦合技术及在西瓜栽培中的应用

水肥耦合可有效发挥水、肥协同效应，通过水分与养分间的最佳配比供给作物吸收同化利用，从而实现节水省肥、调质增产的目的。概述了水肥耦合的发展历程、定义及效应分类，分别阐述了水肥耦合在西瓜生长发育、生理特征、产量和品质等方面的相应研究进展，表明水肥耦合是西瓜高效优质生产的有效途径。深入研究探索西瓜水肥耦合机理，揭示农田系统水分和养分优化管理模式，可为指导西瓜水肥综合调控和节水节肥优质高产栽培提供理论依据。      

江苏沿海新围垦区不同灌溉模式种植大棚西瓜比较

在江苏沿海新围垦区采取微喷、滴灌与常规灌溉3种模式种植早春红玉、特小凤和京欣1号大棚西瓜,分析比较其灌溉水量、产量与经济效益。试验结果表明:与常规灌溉相比,采取节水灌溉的不同品种西瓜主要节水量均发生在膨大期,微喷和滴灌分别节水47.7%~51.1%和61.8%~67.2%。微喷和滴灌模式下西瓜分别增产2.5%~4.0%和11.5%~16.7%,分别减少人工57和67.5工日/hm2,分别净增收益3 587.1~5 019.6和8 698.8~12 952.8元/hm2。在江苏沿海新围垦区种植大棚西瓜,采取滴灌方式,品种选取早春红玉净增收益最高,其次为特小凤。     

注入式水肥一体化装置研究

【目的】为实现固体肥的水肥一体化,设计运行稳定、施肥均匀性高的水肥一体化装置并在设计的样机上进行试验,对注入式水肥一体化装置结构及加肥部分进行设计,分析装置运行过程参数。【方法】对装置的运行参数进行了试验测定,并采用控制变量法探究了装置的工作参数对肥液浓度均匀性的影响。通过试验探究了装置的施肥性能,并与压差施肥罐进行了对比。【结果】注入式水肥一体化装置能正常工作运行,样机的注肥流量为300L/h,加肥流量与步进电机转速成正比;本装置的搅拌速度越快、加肥流量越小、供水流量越大,肥液质量浓度均匀性就越高,且本装置施用5 kg复合肥时的最优搅拌速度为400 rpm;本装置在供水流量分别为1.5、1.0 m³/h和0.5 m³/h时,施完10 kg复合肥的施肥质量浓度偏差分别为51.67%、55.07%和52.75%,与压差施肥罐相比,本装置施完10 kg复合肥施肥质量浓度偏差总体小50%,出口肥液质量浓度的稳定性和均匀性远高于压差施肥罐。【结论】注入式水肥一体化装置能有效实现固体肥的水肥一体化,并将溶解的肥液持续注入到管道中;与同类型施肥设备相比本...     

内蒙古西辽河流域春玉米水肥一体化技术应用研究

研究在水肥一体化条件下,不同施肥次数对春玉米产量、肥料利用效率和经济效益的影响,为内蒙古西辽河春玉米施肥科学管理提供依据。研究结果表明:在施肥总量相同的情况下,随着施肥次数的增加,产量、肥料利用效率和经济效益基本随之增加。施肥次数增加至3~4次时,产量、肥料利用效率和经济效益达到最高值。综合考虑,从省时省力的角度来看,处理NPK3是较为适宜的施肥模式。从节肥增效,生态环境保护原则上,处理NPK-N15%是较适宜的施肥模式。     

水肥耦合对苹果幼树产量、品质和水肥利用的效应

为探明半干旱地区苹果幼树水肥精准管理模式,研究了水肥耦合对3 a生苹果幼树生长、产量、品质及水肥利用的效应,试验设置4个灌水水平,其灌水上下限分别为田间持水率的75%~85%(W1)、65%~75%(W2)、55%~65%(W3)、45%~55%(W4);3个施肥水平(N-P2O5-K2O),即高肥:30-30-10 g/株(F1)、中肥:20-20-10 g/株(F2)、低肥:10-10-10 g/株(F3)。结果表明:苹果幼树萌芽开花期至新梢生长期控水控肥可有效调控苹果幼树植株和叶面积的增长;苹果产量最高和最低的处理分别为F1W1和F3W4(F1W1比F3W4增加139.1%),产量与干物质质量间相关关系的决定系数R2为0.908 5,达到了极显著水平;增加灌水量提高了苹果着色指数却降低其果形指数,亏水处理和增加施肥量有利于提高苹果硬度;轻度亏缺(F2)灌溉处理下,增加施肥量有利于提高苹果维生素C含量;灌水量对苹果可溶性固形物和可溶性糖影响不显著,但增加施肥量有利于提高苹果可溶性固形物和可溶性糖的含量;施肥量对苹果可滴定酸和糖酸比影响不显著,但增加灌水量可降低苹果可滴定酸含量,提高苹果糖酸比;高水低肥处理能够产生较高的肥料偏生产力(PFP);水分利用效率(WUE)最大值基本上出现在F2W2处理,与F1W1相比,虽然产量减小7.5%,但耗水量却减小16.7%,WUE增加11.2%,高水高肥的F1W1处理并不能得到最大的WUE,最大的WUE出现在F2W2处理。由此可见,F2W2处理是苹果幼树生长、产量、品质以及水肥利用效率方面的最佳水肥组合,达到了节水、节肥的最佳水肥耦合模式。     

水肥一体化施肥机变量吸肥系统的设计与试验

依据现代农业生产中作物施肥与灌溉融为一体的发展趋势,对水肥一体化施肥机的关键部分—吸肥系统进行结构设计及吸肥通道的变量吸肥展开研究。设计了基于射流器并联的水肥一体化施肥机三通道吸肥系统,通过Solid Works三维软件建立水肥一体化水肥一体化施肥机三通道吸肥系统三维结构,并应用Flo EFD对吸肥系统吸肥性能进行仿真分析。构造了5种边界条件方案进行吸肥性能仿真分析对比,并以进口压力0. 5MPa出口压力0. 1MPa为例进行性能试验,结果表明:吸肥系统各通道吸肥精度最高可达98. 1%。对三吸肥通道的变量吸肥进行了控制器及管道机械部件的设计,并通过试验验证其可行性,旨在为水肥一体化施肥机的深入研究和发展提供参考。     

水肥一体化模式对马铃薯干物质积累及水分利用效率的影响

【目的】探寻适宜于内蒙古阴山北麓地区马铃薯节水高效种植的水肥一体化模式。【方法】采用大田裂区试验,研究了3种灌水量(1 200、2 100、3000 m~3/hm~2)和3种施肥模式(味丹腐殖酸肥、中化大量元素水溶肥、常规NPK肥)组成的9种水肥一体化模式对马铃薯干物质积累及水分利用效率的影响。【结果】较基于腐殖酸肥和大量元素水溶肥施肥模式的水肥一体化模式相比,基于常规NPK配施施肥模式的水肥一体化模式马铃薯全株和块茎干物质快速积累持续时间长、干物质快速积累期间积累速率快,茎、叶、块茎各器官干物质积累量多,茎叶和块茎干重平衡期适期出现,茎叶生长和块茎生长关系协调,产量分别显著增加38.95%～46.93%和35.40%～39.63%,水分利用效率显著提高39.37%～42.96%和33.83%～44.25%。1 200 m~3/hm~2灌水量较2 100、3000 m~3/hm~2灌水量下水分利用效率显著增加27.63%～37.56%、49.62%～57.62%,灌水量对产量影响不显著。【结论】在内蒙古阴山北麓地区相似于本试验条件的马铃薯生产中,推荐使用1 200 m~3/hm~2与常规NPK肥结合的水肥一体化施用模式,既可提高产量,也能节约用水。     

苹果幼树生理特性和水分生产率对水肥的响应研究

为探明半干旱地区苹果幼树水肥精准管理模式,研究了苹果幼树生理特性和水分生产率对不同水肥的响应机制,试验设置4个灌水水平,其灌水上下限分别为田间持水率的75%~85%(W1)、65%~75%(W2)、55%~65%(W3)、45%~55%(W4)和3个施肥水平(N-P2O5-K2O),即高肥:0.6-0.6-0.2 g/kg干土(F1)、中肥:0.4-0.4-0.2 g/kg干土(F2)、低肥:0.2-0.2-0.2 g/kg干土(F3)。结果表明:苹果叶片相对含水率和饱和含水率以及叶绿素SPAD值均可以反映土壤水分的亏缺状况;叶片脯氨酸含量最高和最低分别为F1W4和F3W1处理(F1W4比F3W1增加440.8%),丙二醛含量最高和最低分别为F3W4和F1W1处理(F3W4比F1W1增加167%);叶片水分利用效率(WUE)最大值出现在F2W2处理,与F1W1相比,其净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs分别减小了18.8%、29.1%、23.2%,但WUE却增加了14.2%;水分生产率(CWP)最大值也基本上出现在F2W2处理,与F1W1相比,虽然其干物质质量减少了5.2%,但耗水量却减少了16.4%,CWP增加了13.4%;叶片水分利用效率在一定程度上能够反映其水分生产率,F2W2处理为节水、节肥的最佳水肥耦合模式。     

施肥量对温室滴灌番茄干物质累积、产量及水肥利用的影响

为研究日光温室秋冬茬番茄生育时期干物质生产动态规律,探索高产高效的科学施肥模式,以标准冲施肥(含N量16%,含P_2O_5量5%,含K_2O量19%)为施肥种类,施肥量以N素为基准分为4个肥料处理水平,即F1(高肥)、F2(中肥)、F3(低肥)、F4(不追肥),分析了不同施肥量对日光温室番茄干物质累积、产量和水肥利用的影响。结果表明,番茄产量和水分利用效率(WUE)与施肥量呈"抛物线"关系,当N施量为290.6 kg/hm2(F2)时达到最高值,分别为67 776.93 kg/hm2和49.27 kg/m3,说明适量施肥可提高产量及水分利用效率。但肥料生产效率(PFP)在施肥量为(N)41.4~539.9 kg/hm2范围内呈现负指数降低趋势。植株干物质累积量表现出F2处理F1处理F3处理F4处理。果实干物质累积进程符合logistic函数轨迹,中肥处理比高肥、低肥处理提前进入快速累积期,使快速累积期持续时间比其他处理长1~8 d。全株总干物质转移量对果实贡献率为1.97%~6.96%,说明果实干物质高达90%以上依靠株体自身光合作用填充。因此,番茄结果期加强水肥的供给是必要的。     

水肥一体化技术在青海高寒干旱地区辣椒生产上的应用

为了解水肥一体化技术在青海高寒干旱区露地作物生产的应用效果,以辣椒为研究对象,试验设置了4个灌水下限W1(85%θ)、W2(70%θ)、W3(55%θ)和W4(40%θ)以及3个施肥水平F1(低肥)、F2(中肥)、F3(高肥),研究了不同灌水下限和施肥量对辣椒生长和产量的影响。试验表明,在同一灌水条件下,适当增加施肥量可以显著提高辣椒株高、茎粗和产量,但过高的施肥量不利于辣椒生长和产量的提高;在同一施肥条件下,提高灌水下限可以显著增加辣椒产量;综合考虑,辣椒最优灌溉制度组合为W1F2,其节水节肥效果显著且最有利于辣椒的生长和产量的提高。     

宁夏干旱带油用向日葵水肥耦合效应研究

在滴灌条件下,采用"3414"最优最有混合设计的部分实施方案,增加农家肥处理以作比较,并结合不同灌水定额,在宁夏中部干旱带开展了油用向日葵水肥耦合田间试验。揭示了不同灌溉定额条件下油用向日葵氮磷钾肥与农家肥肥料效应及其水肥耦合效应。结果表明:相同灌水量条件下,增施氮磷钾肥和农家肥均可提高产量,以氮磷钾处理最优,比无肥对照增产31%~38%;相同施肥条件下,实施灌水可提高产量,并灌水量为600m3/hm2的增幅总是比灌水量为1200 m3/hm2显著。适合当地的最优水肥耦合组合为:灌水量为600 m3/hm2,纯N用量为210kg/hm2,P2O5用量为90kg/hm2,K2O用量为60kg/hm2。产量达到4 074kg/hm2,比不灌水无肥对照增产63.8%,较灌水600m3/hm2的农家肥对照处理增产11.5%。