國外一些發(fā)達國家運用先進的電子技術、計算機控制技術,在灌溉施肥自動控制技術方面起步較早并日趨成熟。美國、以色列荷蘭等國家在節(jié)水灌溉應用技術上處于領先地位。以色列的溫室設備材料、滴灌技術均屬世界一流,其高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)可把設施土壤的鹽漬化程度控制在很低水平,主要以滴灌為主,而且采用了現(xiàn)代化的滴灌和微噴灌系統(tǒng)對農作物進行灌溉,并在作物附近安裝傳感器以測定作物的水、肥狀況,將田間的傳感器和辦公室的控制中心進行通訊,即可方便的實現(xiàn)作物的灌溉和施肥的遠程監(jiān)控是水肥的利用率達到80%-90%。
我國的滴灌技術始于上世紀70年代,最初是從國外引進一些自動灌溉施肥系統(tǒng)來進行應用和研究并取得了一定的成果,但出于受限傳統(tǒng)的作物種植習慣以及用戶的技術水平等原因,我國的精準灌溉施肥控制系統(tǒng)的研究成果目前大部分還處于示范性應用階段,農業(yè)使用比例較小,同時土樣采集研究造價較高,變量投入精準度有待提升,土壤信息分析決策系統(tǒng)不夠完善,和國外相比,同類產品仍然存在著一定差距。
需要創(chuàng)建的灌溉施肥模型:為實現(xiàn)某地精準灌溉施肥,故采取變量施肥技術。先通過GPS系統(tǒng)確定需要進行精準澆灌的區(qū)域,然后根據農業(yè)的精準灌溉施肥技術要求,將田地劃分為多塊小型田地一一操作單元, 并對其進行編碼和相關土樣采集和分析工作,將得到信息存入GIS系統(tǒng)中,并將GPS和GIS系統(tǒng)結合;將差異返給計算機智能決策系統(tǒng),并使用科學施肥方法進行相關參數的計算,精準確定農植物水肥用量,并作出決策; PC機依照決策指令下達操作命令,完成精準灌溉施肥作業(yè)。模型總體流程為農田網格劃分一一突然采樣一-土壤養(yǎng)分分析一一專家施肥決策-——生成施肥處方-一實現(xiàn)自動施肥監(jiān)控一-控制執(zhí)行機構動作。
巡行系統(tǒng)使用到的技術包括信息收集分析技術、傳感器技術和自控技術,并配合作物施肥專家體系根據作物的不同需求,執(zhí)行精準澆灌作業(yè),實現(xiàn)農業(yè)豐產目標。
該環(huán)節(jié)主要分為三個步驟:第一,通過GPS系統(tǒng)獲取需要施肥地塊的邊界信息。先采用GPS獲得地塊基站位置,然后使基站繞地塊一周, 測定地塊輪廓數據,并將GPS的獲得的數據信息轉換成地理信息:第二,對得到地塊的地理信息進行單元劃分和系統(tǒng)編碼,目的主要是為了詳細劃分每小塊用地,并作為信息采集單元,確定每塊用地的詳細水肥需求,然后進行相關變量投入裁決;第三,地塊土樣養(yǎng)分的采集和成分分析。將得到地塊邊界進行上述步驟后,進行人工采取土壤樣本作業(yè),并對采集到的土樣進行一系列數據 (有機物成分、含量、PH值等)分析,建立相應地塊的信息數據庫,供系統(tǒng)決策者進行裁決,得到灌溉方案。
該環(huán)節(jié)的主要元件是PC機,并且對于初始命令執(zhí)行后,還有試試監(jiān)測教官過程中的有關數據(液罐壓力、流量、溶液的EC和ph值等),然后按照下圖進行相關原件的指令控制,實現(xiàn)精準灌溉的目標。
【參考文件: 精準灌溉施肥設施技術的研究和實現(xiàn),李泓輝 】
責任編輯:七年
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