利來了！水肥一體化再升級！


農業(yè)生產中過量灌溉施肥導致水肥資源浪費、土壤酸化和水體環(huán)境污染問題突出，對農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全生產帶來嚴峻挑戰(zhàn)。推廣水肥一體化技術是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

研究現(xiàn)狀

國際：荷蘭、以色列和日本等發(fā)達國家自20世紀60年代開始推廣應用水肥一體化技術，如今技術已相當成熟。

國內：我國水肥一體化技術自1974年由墨西哥引進滴灌設備算起，已有近40年發(fā)展歷史。我國現(xiàn)代化設施栽培中采用的先進灌溉設備幾乎都引自農業(yè)發(fā)達國家，我國也自主開發(fā)了一些自動化灌溉與施肥控制系統(tǒng)。例如，國家節(jié)水灌溉北京工程技術研究中心開發(fā)的田間閘管灌溉系統(tǒng)，北京農業(yè)信息技術研究中心基于Geen-AM可編程控制器研發(fā)的肥能達施肥裝備等均對我國的水肥一體化設備開發(fā)及推廣發(fā)揮積極作用。

 

存在問題

目前國內應用的眾多灌溉施肥裝備缺乏水肥的智能決策及配套系統(tǒng)技術，且基于時間控制策略與作物環(huán)境相關性不強、水肥決策的智能水平低、普及性并不樂觀，尤其針對規(guī)模化生產區(qū)的水肥管理，尚缺少大型園區(qū)或基地水肥綜合管理系統(tǒng)。

設備分類

根據(jù)認識分類：傳統(tǒng)水肥一體化技術，就是將可溶肥料溶解到水里，棍棒或機械攪拌，通過田間放水灌溉或田間管道，進一步通過添加的滴灌或微噴灌等裝置均勻的進入田間土壤中，被作物吸收利用的技術。現(xiàn)代水肥一體化技術，通過實時自動采集作物生長環(huán)境參數(shù)和作物生育信息參數(shù)，通過模型構建耦合作物與環(huán)境信息，智能決策作物的水肥需求，通過配套施肥系統(tǒng)，實現(xiàn)水肥一體精準施入，極大提高灌水和肥料利用率。

根據(jù)設備施肥通道分類：單通道水肥一體化設備，主要針對作物需肥簡單，用于單一肥料來源設計開發(fā)的小型自動或智能灌溉施肥機。多通道水肥一體化設備，針對作物在不同生育期需肥不同能夠及時調整肥料成分而開發(fā)的大中型灌溉施肥機。

根據(jù)回液是否處理分類：開放式水肥一體化設備，這種設備多用于土壤栽培或不做回收系統(tǒng)的基質栽培，無回收系統(tǒng)和過濾消毒凈化系統(tǒng)。封閉式水肥一體化設備，這種設備多用于水培、霧培或有回收系統(tǒng)的基質栽培，需要做回收系統(tǒng)和過濾消毒凈化系統(tǒng)。

根據(jù)灌溉施肥機的控制決策來分類：經(jīng)驗決策法，完全憑借生產者/管理者在長期工作中積累的經(jīng)驗以及解決問題所形成的慣性思維方式，對具體作物生產過程中水肥施用時間和用量的決策判斷。時序控制法，一般根據(jù)當?shù)氐耐寥李愋汀夂蚣白魑锏纳L狀況等實際情況，由管理者/用戶對灌溉和施肥的啟動及關閉時間進行提前設定，從時間尺度上控制水肥用量。環(huán)境參數(shù)法，通過采集環(huán)境信息，主要在控制程序中設定閾值，也有將多個關鍵環(huán)境參數(shù)進行耦合而實現(xiàn)水肥控制的方法。

 

發(fā)展方向

通過物聯(lián)網(wǎng)+水肥綜合管理系統(tǒng)，通過指標決策或模型決策控制系統(tǒng)進行智能灌溉施肥；探索大型園區(qū)或基地高效節(jié)約低耗的水肥管理模式，最終實現(xiàn)作物生產基地的水肥管理的互聯(lián)互通，管理所有的“物聯(lián)網(wǎng)”精準灌溉控制系統(tǒng)；建立區(qū)域性或全國性水肥管理網(wǎng)絡，促進我國農業(yè)的信息化、智能化發(fā)展。

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