智能水肥一体化灌溉提升农田水肥利用率30%的实现路径

​传统农业灌溉普遍存在盲目灌溉、过量施肥的问题,不仅严重浪费水资源,也导致土壤次生盐渍化和地下水污染,灌溉水肥利用效率低下。智能水肥一体化技术的应用,可有效解决这一痛点,实现精准灌溉与施肥,大幅提升农田水肥利用率。

一、智能水肥一体化灌溉系统构成

智能水肥一体化灌溉系统主要包括:监测网络、传输网络、控制中心平台、灌溉执行系统四个要素。

(一)监测网络

通过布设各类水文气象传感器,实时监测土壤湿度、气象参数等数据。关键设备包括:

1. RTU200遥测终端

采集4G网络,实现数据连续可靠传输。

2. 雷达水位计/雷达流量计

监测水体变化,为按需灌溉提供依据。

3. 雨量计

监测降雨强度,实时调整灌溉方案。

(二)传输网络

通过无线通信网络将监测数据可靠传输至控制中心。核心设备有:

1. SG500水利网关

   

实现远程测控和数据汇聚。

2. SR800工业路由器

提供稳定的网络扩展与互联。

(三)控制中心平台

采集各类监测数据,经模型计算后制定精准灌溉方案。

(四)灌溉执行系统

根据控制指令,实时调节水肥分配比例和总量,实现精准灌溉。

二、系统实施流程

智能水肥一体化灌溉系统从设计、装配到日常运行一般包括以下步骤:

(一)需求调研

根据地形地貌、作物种类及分布情况等开展全面调研。

(二)设计方案

按需求配置监测设备,设计传输网络拓扑结构,开发控制模型算法。

(三)系统装配

现场安装各类传感器,部署通信网络,调试控制系统。

(四)参数调试

调整控制模型参数,进行多轮验证,确保模型准确。

(五)日常运行

系统实时监测和控制,定期优化和更新模型,确保效果持续。

三、应用效果

智能水肥一体化灌溉系统实施后,可带来以下效果:

(一)提高灌溉精准度

根据作物实时需水情况调控灌溉,避免盲目浇水。

(二)节约用水量

相比传统灌溉可节水超过30%。

(三)减少肥料浪费

智能计量施肥,避免过量使用化肥。

(四)提高产量与质量

精准灌溉改善土壤环境,有助提高产量与品质。

(五)降低劳动强度

智能灌溉减少人工量化和重复劳动。

(六)资源可持续利用

大幅降低水资源和化肥浪费,实现资源可持续利用。

智能水肥一体化灌溉技术的应用,可全面提升农田水肥利用效率,实现节约和可持续,是实现精准高效农业的重要手段,值得推广应用。