设施蔬菜物联网水肥一体化微喷技术的应用.pdf

18 HENAN NONGYE 河南农业 2020 年第 11 期 上 农业是国民经济的基础 是关系国计民生的大事 也是中国传统的第一产业 随着物联网与信息技术的 发展应用 用数字技术提升农业生产效率 通过信息 技术对作物的生长环境 如土壤 肥力 气候等进行 大数据分析 然后据此提供与种植 灌溉 施肥相关 的解决方案 能大大提升农业生产效率 因此 现代 农业发展中对 互联网 农业 物联网水肥一体化微 喷技术的发展需求非常迫切 一 发展现状 扶沟县自 2017 2019 年承担 果菜茶有机肥替代 化肥试点项目 以来 共投入资金 400 万元在设施蔬 菜园区建设了 46 67 hm 2 现代化物联网水肥一体化微喷 设施 该技术的应用 真正起到了节水 节肥 省时 省力的效果 得到了 全国节水农业会议 现场观摩 教学领导组的一致认可 二 物联网水肥一体化微喷技术的运用 微喷水肥一体化技术在蔬菜园区绿化 果园绿化 林园绿化以及工厂化育苗中应用广泛 常见的微喷系 统一般分为地面和悬空 2 种 和滴灌施肥技术相比 微喷技术对过滤器的要求较低 过滤网规格一般为 60 100 目 微喷系统易受田间杂草 作物茎秆等阻挡 会影响灌溉效果 应根据具体地形和植物条件选择合 适的微喷系统 三 物联网水肥一体化微喷模式的设计 在设施蔬菜园区建设 园区物联网中控中心 中控室安装软件操作平台 1 套 1 个部署园区物联网智 能管理系统平台 1 个部署园区农作物生长情况远程查 看平台 扶沟县农业技术推广中心可以对所有覆盖区 进行实时监测控制 物联网水肥一体化微喷设施设计 如下 一 现场数据实时监控 通过电脑或手机客户端远程查看项目区的环境情 况 如土壤温湿度 管道流量等实时数据 当有环境 报警记录时 系统会及时提醒用户 用户可以直接处 理报警信息 当权限登录时可以查看各项目区的作物 情况 环境情况 系统运行情况及日常管理情况 二 智能报警 系统可以根据种植作物种类的不同 灵活设置各 个不同参数的上下阀值 一旦超出阀值 系统能以多 种方式提醒相应管理者 可以根据报警记录查看关联 的设备 更加及时 快速地远程控制设备 高效处理 生产问题 可以及时发现不正常状态设备 如灌溉电 磁阀 施肥电磁阀 通过系统消息及时提醒管理者 保证系统稳定运行 三 智能控制 系统能够远程自动控制灌溉电磁阀 施肥电磁阀 基础设备 提高了工作效率 减轻了工作强度 可以 自定义规则 让整个设备随环境数据的变化智能运行 如土壤含水量过低时 灌溉电磁阀自动打开增加土壤 中的含水量 系统支持定时任务 轮灌任务等功能 用户可以根据实际需要预设定时灌溉施肥任务 轮灌 施肥任务 四 历史数据分析 系统可以通过不同条件组合查询和对比历史数据 支持列表和图表两种不同方式的查看 用户可以更直 观地看到历史数据曲线 与不同作物数据建立统一的 数据模型 系统通过数据挖掘等技术可以分析不同环 境下作物的生长状况 提供最适宜的生长环境 辅助 决策 五 远程专家指导功能 用户可以就作物管理或生长中遇到的问题 向相 关专家 农业技术人员进行咨询 由专家及技术人员 进行远程指导 解答 六 远程配置功能 根据种植作物种类不同的需求 可以对设备的参 数进行远程配置调试 七 数据挖掘功能 根据监测到的现场数据挖掘数据库的相关作物数 据 模拟生成作物的最佳生长环境 为作物生长环境 的调控提供参考 四 水肥一体化微喷技术的优点 一 节水 水肥一体化微喷技术可减少水分的下渗和蒸发 提高水分利用率 露天条件下 微喷施肥与大水漫灌 相比 节水率达 50 保护地栽培条件下 微喷施肥 与畦灌相比 每 667 m 2 大棚一季节水 80 120 m 3 节水 率为 30 40 二 节肥 水肥一体化微喷技术实现了平衡施肥和集中施肥 减少了肥料的挥发和流失以及养分过剩造成的损失 具有施肥简便 供肥及时 作物易于吸收 提高肥料 利用率等优点 在作物产量相近或相同的情况下 水 肥一体化微喷技术与传统施肥技术相比 化肥节省率 在 40 50 设施蔬菜物联网水肥一体化微喷技术的应用 扶沟县农业技术推广中心 宋九林 周口市农业技术推广站 刘翠玲 TURANG FEILIAO YU NONGTIAN JIESHUI 土壤肥料与农田节水 DOI 10 15904 ki hnny 2020 31 016 HENAN NONGYE 19 河南农业 2020 年第 11 期 上 TURANG FEILIAO YU NONGTIAN JIESHUI 土壤肥料与农田节水 山药是高需肥作物 氮磷钾对山药植株的生长有 显著影响 研究表明 在一定范围内 随着肥料的增 加 山药植株生长量也相应增加 但过量施肥 会导 致植株生长过旺 柱体衰弱 氮磷钾配比合理 叶片 光合速率变强 高光效持续时间长 光合产物积累多 山药就高产 有机肥的大量施用能提高山药的品质 但含量低 用量大 见效慢 农民施肥意愿不强 现有技术中的有机无机复混肥的有机养分和无机 养分是很难将其结合在一起做成颗粒的 两种养分含 量越高就越不容易 因为有机肥料所含的养分特别复 杂 有的养分会和无机原料发生反应 不利于造粒生产 得借助于黏合剂 黏土 但是黏合剂长期使用会加 剧土壤板结 焦作市土壤肥料工作站和宗源肥业有限 公司共同研制出一种氮磷钾含量 45 N P 2 O 5 K 2 O为 15 15 15 腐殖酸 15 有机质 15 制作过 程中添加聚谷氨酸的有机无机复混肥 聚谷氨酸替代 黏合剂 不但避免了土壤板结 还增加了养分含量 因此 本文选取铁棍山药为供试作物 以专用肥 料为试材 开展不同处理下对铁棍山药产量和品质的 影响研究 旨在明确专用肥料对铁棍山药的改善效果 为推广应用提供理论依据 一 材料和方法 一 试验地点与供试材料 试验于2017年3月3日安排在焦作市温县番田镇 供试土壤类型为潮土 质地为中壤 土壤肥力中上等 地势平坦 地力均匀 排灌方便 耕层土壤养分为 一种有机无机专用复混肥 在山药种植上的 应用效果 焦作市土壤肥料工作站 范合琴 三 省时省工省力 传统的浇灌 施肥 病虫害防治费时费力 非常 麻烦 而使用微喷技术 只需在有网络的地方随时随 地用控制器打开浇灌系统 浇灌 施肥 病虫害防治 一体化可同时进行 几乎不用人工 四 保持土壤结构 传统沟灌灌水量比较大 设施土壤受到较多的冲 刷 压实和侵蚀 容易导致土壤板结 土壤通气性下降 土壤结构遭到一定程度的破坏 而微喷属微量灌溉 水分缓慢均匀地渗入土壤 对土壤结构起到保护作用 并形成适宜的土壤水 肥 气 热环境 五 改善微生态环境 传统沟灌的大棚 一次性灌水量较大 地表长时 间保持湿润 不但棚温 地温降低太快 升温较慢 且蒸发量加大 棚内湿度太高 易导致蔬菜病虫害发生 因微喷属于局部微灌 可使大部分土壤表面保持干燥 且喷头均匀缓慢地向根系土壤层供水 对地温的保持 回升 减少水分蒸发 降低棚内温湿度均具有明显的 效果 微喷由于操作方便 可实行少量多次高频灌溉 可控制根区内土壤能够长时间保持最适合蔬菜生长的 土壤湿度 六 提高经济效益 设施栽培一般每 667 m 2 节省投入 400 700 元 其 中 节省水电费用 85 130 元 节省肥料费用 130 250 元 节省农药费用 80 100 元 节省劳力 150 200 元 增产增收1000 2400元 与传统方式相比 水肥一 体化微喷技术可减少肥料挥发 固定以及淋洗的损 失 肥料利用率可增长 30 50 水分利用率可增长 40 60 五 发展建议 一 加大政府投入 对种粮大户 专业合作社 家庭农场等新型农 业经营主体建设水肥一体化微喷设施的 政府应投入 60 以上的资金 减少经营主体的负担 辐射带动其 建设水肥一体化微喷设施的积极性 对减少化肥农药 用量及减少对土壤环境 生态环境的污染都具有重要 意义 二 加大高纯度水溶肥的投入 水肥一体化微喷技术对肥料的水溶性有较高的要 求 选择的肥料养分含量要较高 如果肥料中的养分 含量较低 肥料用量就要增加 适合水肥一体化微喷 技术的肥料要在田间温度及常温下能够完全溶解于水 溶解度高的肥料沉淀少 不易堵塞管道和喷头 如果 肥料混合后产生沉淀物 易堵塞微喷管道和喷头 同 时会缩短设备的使用年限 三 加强技术培训 做好水肥一体化微喷设施的维护与保养 必须加 大对新型农业经营主体的培训与指导 安排专人定期 对系统进行维护 注意日常的使用与维护 不仅可以 延长设备的使用寿命 而且设备的使用效率也可以发 挥到最大化 同时 还应加大对该技术的推广与应用 让该技术模式得到可持续 可循环发展