隨著水資源供需矛盾的日益加劇,世界各國都十分重視發展節水型農業。智能自動化控制灌溉不僅能夠提高灌溉管理水平,改變人為操作的隨意性,還能夠減少灌溉用工,降低管理成本,顯著提益。
隨著物聯網大數據的發展,以及云平臺的使用越來越廣泛,智能水肥一體化的發展將會非常有前景,在智慧大棚、智慧茶園、果園等大范圍灌溉領域將會發揮巨大作用,水肥一體機不僅可以用于農業灌溉,也可用于城市灌溉,在智慧農業中有著舉足輕重的作用。
發展背景
我國水資源短缺,人均水資源占有量只有全國平均水平的1/3,其中農業用水占農業用水總量的50%以上。為解決水資源短缺、農業節水和水資源利用率低等問題,近年來,我國不斷加大建設力度,積極開展節水灌溉工作,并取得了顯著成效。2017年我國全國農業用水總量已達到2860億立方米,較2010年增長11.9%;糧食總產量達18255億公斤。在水資源總量約束日益突出的形勢下,如何更好地利用好有限的水資源是擺在廣大節水工作者面前最緊迫的任務。同時隨著數字經濟建設和智能制造等新技術在節水灌溉中的應用不斷深入發展,智慧灌溉也應運而生。智慧灌溉是通過物聯網、大數據、云計算和移動互聯網等信息技術整合優化用水信息和設施條件進行智能控制。
農業灌溉現狀
據調查,目前,我國灌溉水利用率只有25%,其中城市公共供水灌溉水利用率不到20%,大型灌區節水灌溉率不到50%;全國農業機械化水平只有10%-20%。從發達國家的經驗來看,高效節水已成為我國農業現代化和規模化發展的重要趨勢和保障。在農業灌溉領域,由于缺乏必要的技術支撐,目前傳統灌區仍以人工為主、粗放管理為主、灌溉效益低、設施老化和效益低下等問題嚴重。而且傳統的農業灌溉方式效率低、勞動強度大、成本高;由于水資源短缺造成干旱缺水等問題嚴重。因此發展智慧節水供水技術與裝備勢在必行。
智慧灌溉的進展
水肥一體化灌溉系統是在水肥澆灌的基礎上應用物聯網和云平臺技術,根據不同作物的需水量、土壤水分和養分含量,對水肥進行智能化驗,制備水肥比例,實現精確控制灌溉量、施肥量、灌溉施肥時間的現代農業技術。在灌溉用水的基礎上,將化肥與肥液混合,輸入作物根部土壤,完成灌溉與肥料結合的智能農業新方法,使土壤始終滿足作物生長要求,提高水肥吸收利用率。目前,該方法正朝著標準化、標準化、工業化的方向發展,其發展空間更大,對農業的發展也將產生深遠的影響。
水肥一體化灌溉系統整合了實際應用領域的差異,如水庫、儲水池、地表水、渠水等固定優良水源,或已建成或符合微灌設備建設要求的區域。適用于連接泵監控系統,泵也納入管理云平臺,還可配套田間氣象監測、土壤水分監測等數據,適用于經濟效益高的茄子、蔬菜、果樹。
水肥一體控制系統基于物聯網研發而來的聚英農業云平臺,根據土壤水分,作物的需肥規律,周期性的施肥灌溉,智能水肥一體化。施肥機可按照用戶需求設置方案,對灌溉量、廢液濃度、酸堿度、吸肥量等重要參數都可監控和更改,實現節水、節肥,改善土壤環境,提高農作物品質。智能水肥一體化系統廣泛運用于大田、溫室、果園等種植灌溉作業。