篇一：农业物联网之—如何实施水肥一体化一站式管理方案
农业物联网之—如何实施水肥一体化一站式管理方案
6月19日至21日，2014年中国国际水溶性肥料会议在北京举行。与会专家认为，推广水肥一体化技术，有助于提高农区水肥资源利用率，破解华北地下水“漏斗”等难题。
农业部2013年下发的《关于推进节水农业发展的意见》提出，到2015年，全国水肥一体化推广总面积达到8000万亩以上。随着相关政策的实施，我国水肥一体化正由经济作物走向粮食、由设施农业走向大田、由旱区走向全国。
“我国用占世界6%的水资源、30%的肥料使用量产出了占世界26%的农产品。水少、肥多是现状，水肥资源约束亟待破题。”与会的农业部全国农技中心节水处处长高祥照表示，通过水肥一体化技术，以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合，不仅可全面提升全国农田水肥利用效率，而且对旱作农区和华北地下水超采区意义重大。
我国每年农业用水缺口超过300亿立方米，生产1公斤粮食耗水量高达800公斤，而世界先进水平耗水量仅为500公斤。一方面用不上水，另一方面又大水漫灌。同时，我国化肥用量居世界首位，但化肥利用率仅为33%，明显低于发达国家50%至60%的水平，“如果把水肥一体化技术推广到华北2亿多亩粮食作物上，节约的水资源将超过南水北调计划调水的总量。”
来自复合肥料国家工程研究中心的数据显示，我国适宜发展水肥一体化的作物面积很广。全国有1.6亿亩果园，其中约18.1%有灌溉条件。蔬菜种植面积2.68亿亩，大部分可发展水肥一体化。还有4.48亿亩玉米、1.7亿亩马铃薯、2600万亩甘蔗等大田作物也适宜推广水肥一体化。
中国农业大学资源与环境学院教授陈清认为，要分区域规模化推进高效节水灌溉行动，水溶性肥料肥效快、溶解快、利用率高出普通肥料30个百分点，不仅节水，还可减少施肥总量。他说，“以内蒙古赤峰为例，引进滴灌技术，马铃薯亩净增收1100元，玉米亩均增产约300斤，增加了粮食产量和农民收入。”
推广水肥一体化技术，提高农区水肥资源利用率，破解华北地下水“漏斗”难题，成为与会专家一致的想法。然而，如何进一步推广，却需要破解技术之外的两项难题。
长期以来，阻碍水肥一体化技术应用的重要因素是硬件设施。由于我国种植业以农户一家一户分散经营为主，很难依靠农民自发地铺设滴灌、微灌设备。华南农业大学作物营养与施肥研究室主任张承林说，我国的水利设施不少只有灌溉功能而没有施肥功能，使水与肥被人为割裂开。
除了灌溉设施以外，水溶肥产品同样值得重视。但当前市场上的水溶肥产品普遍存在着技术落后、价格偏高等问题。新型肥料龙头企业金正大集团副总裁罗文胜告诉记者，“水溶肥企业应做到从原材料开采、技术研发到种植服务的水溶肥全产业链运营，为农户的水肥一体化应用提供一站式解决方案。”
托普水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。托普水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。
用户通过操作触摸屏进行管控，控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量，专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。
系统功能：
1.用水量控制管理
实现两级用水计量，通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量，通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量，与阀门自动控制功能结合，实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制，当超过用水总量将通过远程控制，限制区域用水。
2.运行状态实时监控
通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警；通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测，能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障滴灌系统高效运
3.阀门自动控制功能
通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测，采用无线或有线技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作。
4.运维管理功能
包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理；实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理；以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算，对灌溉设施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理。
节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益，通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量，将使灌溉更加科学、方便，提高管理水平。
5.移动终端APP
方便管理人员通过手机等移动终端设备随时随地查看系统信息，远程操作相关设备。
水肥一体化智能灌溉系统亮点
(1)节水节肥——高效水肥灌溉和精准调控；
(2)省时省力——可迅速大面积灌溉和施肥；
(3)智能控制——根据土壤水分等相关参数自动反馈控制灌溉；
(4)提高产量——投运该系统可增产30~50%。
应用范围
农业、土肥、植保、经作、园林等农技推广；
农业科技示范区、农场等大型农业生产加工企业。
篇二：农业与水肥一体化
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统（或地形自然落差），将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的蔬菜的需肥特点，土壤环境和养分含量状况；蔬菜不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术，可按照作物生长需求，进行全生育期需求设计，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。压力灌溉有喷灌和微灌等形式，目前常用形式是微灌与施肥的结合，且以滴灌、微喷与施肥的结合居多。微灌施肥系统由水源、首部枢纽、输配水管道、灌水器四部分组成。水源有：河流、水库、机井、池塘等；首部枢纽包括电机、水泵、过滤器、施肥器、控制和量测设备、保护装置；输配水管道包括主、干、支、毛管道及管道控制阀门；灌水器包括滴头或喷头、滴灌带。
一、适宜范围
该项技术适宜于有井、水库、蓄水池等固定水源，且水质好、符合微灌要求，并已建设或有条件建设微灌设施的区域推广应用。主要适用于设施农业栽培、果园栽培和棉花等大田经济作物栽培，以及经济效益较好的其他作物。
二、技术要点
1、微灌施肥系统的选择
根据水源、地形、种植面积、作物种类，选择不同的微灌施肥系统。保护地栽培、露地瓜菜种植、大田经济作物栽培一般选择滴灌施肥系统，施肥装置保护地一般选择文丘里施肥器、压差式施肥罐或注肥泵。果园一般选择微喷施肥系统，施肥装置一般选择注肥泵，有条件的地方可以选择自动灌溉施肥系统。
2、制定微灌施肥方案
(1)微灌制度的确定
根据种植作物的需水量和作物生育期的降水量确定灌水定额。露地微灌施肥的灌溉定额应比大水漫灌减少50%，保护地滴灌施肥的灌水定额应比大棚畦灌减少30%-40%。灌溉定额确定后，依据作物的需水规律、降水情况及土壤墒情确定灌水时期、次数和每次的灌水量。
(2)施肥制度的确定
微灌施肥技术和传统施肥技术存在显著的差别。合理的微灌施肥制度，应首先根据种植作物的需肥规律、地块的肥力水平及目标产量确定总施肥量、氮磷钾比例及底、追肥的比例。作底肥的肥料在整地前施入，追肥则按照不同作物生长期的需肥特性，确定其次数和数量。
(3)肥料的选择
微灌施肥系统施用底肥与传统施肥相同，可包括多种有机肥和多种化肥。但微灌追肥的肥料品种必须是可溶性肥料。符合国家标准或行业标准的尿素、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、氯化钾等肥料，纯度较高，杂质较少，溶于水后不会产生沉淀，均可用作追肥。补充磷素一般采用磷酸二氢钾等可溶性肥料作追肥。追肥补充微量元素肥料，一般不能与磷素追肥同时使用，以免形成不溶性磷酸盐沉淀，堵塞滴头或喷头。
3、配套技术
实施水肥一体化技术要配套应用作物良种、病虫害防治和田间管理技术，还可因作物制宜，采用地膜覆盖技术，形成膜下滴灌等形式，充分发挥节水节肥优势，达到提高作物产量、改善作物品质，增加效益的目的。
三、实施效果
1、节水。水肥一体化技术可减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率。在露天条件下，微灌施肥与大水漫灌相比，节水率达50%左右。保护地栽培条件下，滴灌施肥与畦灌相比，每亩大棚一季节水80-120立方米，节水率为30%-40%。
2、节肥。水肥一体化技术实现了平衡施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，具有施肥简便、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。在作物产量相近或相同的情况下，水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%-50%。
3、改善微生态环境
保护地栽培采用水肥一体化技术，一是明显降低了棚内空气湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比，空气湿度可降低8.5-15个百分点。二是保持棚内温度。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了通风降湿而降低棚内温度的次数，棚内温度一般高2-4℃，有利于作物生长。三是增强微生物活性。滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高
2.7℃，有利于增强土壤微生物活性，促进作物对养分的吸收。四是有利于改善土壤物
理性质。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结，土壤容重降低，孔隙度增加。五是减少土壤养分淋失，减少地下水的污染。
4、减轻病虫害发生
空气湿度的降低，在很大程度上抑制了作物病害的发生，减少了农药的投入和防治病害的劳力投入，微灌施肥每亩农药用量减少15%-30%，节省劳力15-20个。
5、增加产量，改善品质
水肥一体化技术可促进作物产量提高和产品质量的改善，果园一般增产15%-24%，设施栽培增产17%-28%。以原平市设施栽培黄瓜为例，滴灌施肥比常规畦灌施肥减少畸形瓜21%，正常瓜亩增加850公斤；亩增产黄瓜280公斤，亩增加产值共1356元。
6、提高经济效益
水肥一体化技术经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。果园一般亩节省投入300-400元，增产增收300-600元；设施栽培一般亩节省投入400-700元，其中，节水电85-130元，节肥130-250元，节农药80-100元，节省劳力150-200元，增产增收1000-2400元。
篇三：水肥一体化监控系统解决方案
水肥一体化监控系统解决方案
托普水肥一体化系统概述
托普水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由系统云平台、墒情数据采集终端、视频监控、施肥机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间管路等组成。
整个系统可根据监测的土壤水分、作物种类的需肥规律，设置周期性水肥计划实施轮灌。施肥机会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，充分提高水肥利用率，实现节水、节肥，改善土壤环境，提高作物品质的目的。该系统广泛应用于大田、旱田、温室、果园等种植灌溉作业。
系统使用前后对比，改变一目了然！
托普水肥一体化系统介绍
云平台：
1、随时随地查看园区数据
园区三维图综合管理，所有监控点直观显示，监测数据一目了然。 土壤数据：土壤温度、土壤水分、土壤盐分，土壤pH值等；
气象数据：空气温度、空气湿度、光照强度、降雨量、风速、风向、二氧化碳浓度等； 植物本体数据：果实膨大、茎秆微变化、叶片温度等；
设备状态：施肥机、水泵压力、阀门状态，水表流量，灯光状态，卷帘状态等。
周、一个月）；
2
、视频监控
管理区域内放置360°全方位红外球形摄像机，可清晰直观的实时查看种植区域作物生长情况、设备远程控制执行情况等。
增加定点预设功能，可有选择性设置监控点，点击即可快速转换呈现视频图像。
3、任务设置，远程自动控制
添加水肥任务计划，设置周期计划，实现全智能控制自动控制。用户设定监控条件后，可完全自动化运行，远程控制生产现场的各种农用设施和农机设备，快速实现温室大棚、大田种植自动化灌溉作业。
添加灌溉任务
添加施肥任务
4、预警预报系统
设置作物生长环境参数安全阈值，高于或低于阈值报警系统启动。
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