自动化滴灌施肥系统的组成及功能

随着滴灌技术的发展，越来越多的自动控制技术引入水肥一体化中，使其功能越来越强大和完善。现有的自动化、智能化滴灌施肥系统可以监测土壤墒情，根据作物生长发育的水肥需求规律，做出灌溉施肥的决策和方案，并实施自动、精量化的水肥管理。

自动化滴灌施肥技术是指利用相关装备和系统，自动获取作物土壤的需水、需肥信息，并根据获取的信息对作物的灌溉施肥适时、适量控制，自动进行水肥管理的技术。

• 自动化滴灌施肥系统的组成

当前较成熟的自动化滴灌施肥系统一般由灌溉施肥系统、自动化控制系统两大部分组成。滴灌施肥系统包括首部枢纽、输水管道和滴头。其中，肥液(营养液)混合设备或装置是其关键。自动化控制系统既包含各种硬件，如计算机及自动化控制设备、土壤水分和农田气象传感器；也包括相应的软件， 如作物灌溉施肥的管理决策系统、控制各个设备的计算机程序等。自动化控制系统是整个滴灌施肥系统的核心。

以应用于温室中的灌溉施肥自动化控制系统为例(图1-1)，一般是由PC机终端(上位机)、控制器(下位机)、执行机构、数据采集传感器、控制程序和灌溉施肥管理软件等构成的两级分布式自控系统。上位机主要完成系统管理、数据采集及分析处理、存取、指令输出等功能，下位机则按上位机的指令或在下位机上直接输入指令实现对执行机构的控制，并且采集和传送设备工作信息。控制器可根据控制程序发出的指令自动启动或关闭各种执行设备(如水泵、电磁阀、施肥泵等)。系统中的各种传感器测量出温度、湿度、酸碱度、电导率、土壤湿度、风速风向、日照强度等信息，作为实施自动控制的依据。传感器上有通信接口，与控制器和终端相连。PC机是系统的控制中心，各个控制器通过有线、无线组网的方式与PC机进行通信连接，接受上位机的程序设置和实时监控要求，并反馈相关的控制和作业信息，从而实现对整个灌溉施肥系统的全面控制和调节。

因此，自动灌溉施肥技术是自动化技术、计算机技术与灌溉施肥技术相结合的复合精准农业技术。它是建立在对农田、作物信息的监测传输，对作物水肥吸收规律的信息化处理，以及灌溉施肥设备的配置、管网设计和泵、阀等设备自动化控制基础之上的综合。

（山东时雨塑胶工业有限公司）

• 自动化灌溉施肥系统的基本功能

1)可以实现灌溉施肥的人工控制、程序控制和自动控制。人工控制即手动控制开启或关闭系统运行。程序控制是指用户可以通过输入终端直接进行灌溉施肥程序的设计，自动执行不同定量或定时设置的灌溉施肥过程。自动控制是指用户在选定作物灌溉施肥模式后，系统可以根据计算机所存储的数据库资料和传感器或输入条件进行全自动智能灌溉控制。例如，可实现依据作物生长阶段、土壤湿度、蒸发量、降水量和太阳辐射强度自动调节和控制灌溉施肥。

2)可以实现营养液EC/pH实时监控，能够进行精确的比例均衡施肥。根据预先设置的作物要求的EC/pH控制水平，自动调节肥液混合设备的施肥速度。

3)具有单独的灌水或施肥模式。

4)拥有灌溉施肥自动报警系统。当出现灌溉施肥运行错误时，系统自动停止或报警。

采用自动灌溉施肥系统技术可以很方便地调节灌溉水中营养物质的数量和浓度，使其与植物的需要和气候条件相适应：可以大幅度提高化肥利用率；提高养分的有效性；促进植物根系对养分的吸收；提高作物的产量和质量；减少养分向根系分布区以下土层的淋失；还可以大幅度节省时间、运输、劳动力及燃料等费用，实施精确施肥。