京郊山区果园高效灌溉技术研究与应用

北京地区有大量的山区果园,分布在京郊西南部、北部与东北部,与平原区果园相比,山区果园的地形一般较为复杂,地形存在落差,存在大量的坡地且坡度较大,果园灌溉的供水条件较差等特征。文章结合切身的技术服务工作,以房山区佛子庄乡东班各庄村北山坡苹果园为对象,通过采集果园地理信息数据,现场踏勘,工程测绘,结合果树生长状况及实际管理措施等,从果园高效节水灌溉技术适宜性选配出发,应对山坡地形变化引起压力不均匀变异进行压力补偿,面向复杂地形地质条件,开展水肥药一体化灌溉系统集成,是山坡高效灌溉技术推广的关键。

中国梨园全程机械化发展现状及建议

对当前梨园生产管理机械化发展情况进行分析,阐述了制约实现梨园全程机械化发展的关键生产环节是果实套袋、疏花疏果、水肥一体化、智能采收。提出全程机械化发展建议,包括制定和实行利于梨园全程机械化的标准、研发适宜化机械、建立健全果园机械化社会化服务体系。

果园水肥药与防霜冻一体化系统装置的设计

针对我国果园生产中存在的水资料浪费、过度施肥、不科学施药、霜冻危害等问题,面向果园管理的水肥药节约省力需求,设计了一种果园水肥药与防霜冻一体化装置。以现有的果园灌溉系统为基础,构建水肥药、防霜冻和灌溉融合应用模式,实现了滴灌施肥、喷灌施药和防霜冻等果园农事功能。装置具有人工控制、定时定量、模型控制等多种控制方式,减少了设施设备成本,提高了果园现有设备的综合利用率,可精准控制水、肥、药的使用量,节约了农业资源。

果园水肥一体化高效节水灌溉技术应用

果树种植是现代农业的重要组成部分,在社会经济发展中具有重要的作用。目前面对果园水肥一体化高效节水灌溉技术在应用中存在的普遍问题,提升果树种植效率和果实质量是推动果园可持续发展的关键。果园水肥一体化高效种植技术能够提升灌溉和施肥的效率,助推果树对于营养物质的充分汲取,进而提高果树效益和果品质量。在阐述了果园水肥一体化灌溉技术作用的基础上,分析了果园水肥一体化高效节水灌溉技术在应用中存在的问题,提出了水肥一体化高效应用策略,为果树种植过程中科学应用水肥一体化高效节水灌溉技术提供技术指导。

基于物联网的果园药水肥一体化控制系统设计与实现

针对山地丘陵果园生产作业中,病虫害防治和灌溉工作量大,人工成本上升,同时我国当前施肥模式粗犷、水肥浪费量大、肥液浓度不好控制等问题,结合物联网技术和互联网技术设计一种基于物联网的果园药水肥一体化控制系统。该套系统以基于CC2530的ZigBee节点为基础,结合MCU单片机及各类传感器,通过ZigBee网络实现远程监测和控制执行模块执行各种功能,同时采用模糊控制对水泵进行精准控制,实现对果树的精准施药、施肥和灌溉,并进行试验验证。结果显示,ZigBee网络的丢包率与距离没有明显关系,与上位机软件发包频率有一定关系;系统能够实现远程监测与自动控制,实时显示空气和土壤湿度、EC值和pH值等监测数据;混合药池的EC值经过系统调节690 s左右,达到设定值1.5 ms/cm,土壤EC值经过系统调节810 s左右,达到设定值1.2 ms/cm附近;同时系统根据不同的土壤EC值与混合药池EC值执行不同的灌溉方案与混肥、施肥方案,精准控制灌溉施肥,有较好的稳定性。

沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统在蜜桔园的推广应用研究

本文提出一种沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统,并在新余市罗坊沼气站的蜜桔园进行推广应用。结果表明:在经过较长时间运行后流量未见明显损失,仍能保持原有效率,沼液过滤系统能够很好地将大中小固体颗粒除去,不易堵塞,保证处理后沼液满足作物正常生长使用。采用沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统每亩平均减少肥料量50%,每亩产量平均增产2.8%,节本增收的经济效益平均每亩可达245.5元,经济效益显著,该沼液水肥一体化防堵塞灌溉系统适宜在南方果园推广应用。

柑橘园水肥一体化滴灌自动控制装置的研制

为实现建设有独立水池和独立液肥池的柑橘园的水肥滴灌的自动控制,研制了一个干电池供电的水肥一体化滴灌定时控制装置。该装置通过2个电磁阀的开关操作分别控制2个池中的清水和液肥进入滴灌管网的顺序和时间,实现水肥一体化滴灌的自动控制。充分利用了休眠机制和电源管理技术,其静态电流小于11.2A。经连续6个月的实际应用试验表明,装置运行稳定可靠,其电池电压仅从初始值9.35V下降为8.50V。该装置操作简单,既可以进行水肥一体化滴灌,又可以进行清水滴灌,还可以将多套装置进行组合实现轮灌以控制更大的灌溉面积,具有推广应用前景。

国内外果园水肥一体化设备研究进展及发展趋势

水肥利用效率是制约我国果品生产的重要因素之一,随着果园种植面积的不断扩大,果园水肥利用效率低的问题愈发严重,这对果园水肥管理提出更高的要求。近年来水肥一体化技术在果园节水节肥中表现出明显优势,发展前景受到国内外广泛的关注。对国内外水肥一体化主要技术模式及关键设备的研究进展进行总结,分析我国水肥一体化设备发展中存在的主要问题:自主研发能力不足、智能化水平较低、市场价格较高、推广应用水平亟待提高。同时阐述注重技术研发、降低生产成本、构建信息共享平台是我国水肥一体化设备发展的重要趋势。

果园水肥一体化高效节水灌溉技术应用研究

近些年,我国社会经济得到快速发展,各种先进技术层出不穷,农业种植技术也随之越来越科技化,从而有效加快我国农业发展的步伐。果树种植是我国农业生产的重要组成部分,作为水果产业大国,如何有效在果树种植中提质增效,现已成为果园可持续发展的重要目标。果园水肥一体化作为一种科技新型的高效率节水灌溉技术,对于果树农作物的灌溉生长将起到良好的促进作用。基于此,积极实施果园节水灌溉、水肥一体化、配方施肥,将是果园经营管理的必然发展趋势。

不同管理措施对乔化红富士果园土壤水分和苹果产量的影响

在甘肃庆阳乔化红富士果园开展试验,研究水肥一体化技术条件下不同管理措施对土壤水分及苹果产量的影响,旨在为科学制定乔化果园水肥管理方案提供依据。结果表明:不同处理0-20 cm土层含水量为14.6%-22.3%,土壤水分增长率为1.1%-32.4%,最大减少率为5.6%;21-40 cm土层含水量为14.2%-20.6%,增长率为2.1%-22.5%,最大减少率为1.7%;41-60 cm土层含水量为13.6%-20.0%,增长率为0.5%-30.4%,最大减少率为6.7%。不同处理苹果产量为1123.6-1393.4 kg/667 m^(2),产量最高的是T_(6)处理,为1393.4 kg/667 m^(2),较CK增长了24.0%。果树开花期0-20、21-40、41-60 cm土层含水量与产量的相关性最显著,相关系数分别为0.227、0.640、0.513。

果园水肥一体化自动控制系统设计和实现

我国水资源严重缺乏,施肥方式不科学及水肥利用率低等问题已经不适应我国资源现状。为此,基于果园中水肥一体化技术,设计了包含井房控制终端、田间控制终端、气象站监测终端和系统平台的高效地水肥一体化自动控制系统。此系统不但能够有效地节约用水,提高水肥利用率,而且也是果园现代化的标志。

宁南山区芹菜水肥药一体化试验研究

为了研究水肥药一体化对宁南山区土壤养分及芹菜产量品质的影响,在宁夏固原市西吉县硝河乡关庄村进行田间试验,试验采用裂区设计,主区为T_(1)(不施药)、生物药剂T_(2)(木醋液)、生物药剂T_(3)(阿维菌素)3个处理,副区为不同制剂液态肥(A_(1)常规施肥、A_(2)功能性全元液体肥+70%CK、A_(3)功能性微生物制剂+70%CK)。结果表明,水肥药一体化条件下,施药与施肥交互作用对土壤有机质含量影响不显著(p>0.05),但是对土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量影响极显著(p<0.01),其中T_(3)A_(2)组合对土壤养分提升最显著,与对照T_(1)A_(1)组合相比,土壤有机质含量增加9.70%、土壤有效磷增加56.04%、土壤速效钾增加32.10%。在芹菜全生育期,药肥交互组合T_(3)A_(2)处理下芹菜的株高表现最优;施药与施肥交互作用对芹菜叶绿素SPAD值和净光合速率的影响不显著(p>0.05),但与对照T_(1)A_(1)组合相比,T_(3)A_(2)组合处理下芹菜叶绿素SPAD值和净光合速率表现最优。施药与施肥交互作用对芹菜产量影响不显著(p>0.05),与对照T_(1)A_(1)组合相比,T_(3)A_(2)组合使芹菜产量增产最多。施药与施肥交互作用中,与对照T_(1)A_(1)组合相比,T_(3)A_(2)组合对芹菜Vc、总糖含量提升最多,分别提升1.06倍、29.08%。综上所述,水肥药一体化条件下,药肥组合中T_(3)A_(2)组合为最优处理,可以提高宁南山区芹菜的生长、生理指标,进而提高芹菜的产量和品质,同时还可以提高耕层土壤养分,改善土壤环境。

移动式果园水肥药一体化装置决策和控制系统设计

为保证果园作物的良好生长,符合果园个体种植模式需要,设计一个基于专家决策系统的移动式果园水肥药一体化决策和控制系统。该系统配套设备采用轮式结构,控制系统以PLC为核心,以Modbus通讯协议的传感器来检测系统运行参数;人机交互界面设计通过触摸屏实现。通过蒸发量、降雨量、干旱系数制定果园灌溉决策,利用土壤EC值和pH值建立数学模型,制定果园施肥决策。试验结果表明,专家决策系统能够根据干旱系数得到灌溉决策,利用土壤EC值计算施肥量并结合土壤pH值得到施肥决策;控制系统能够将水肥溶液EC值保持在1500μs/cm,且当管道出口压力值小于管道入口压力值的3/4后自动启动加压泵,当过滤器出口压力值小于入口压力值100 kPa后启动过滤器的自动反冲洗过程,保证过滤器和管道的畅通,满足果园的实际需求。

基于小檗碱和沼液的药肥一体化水剂制备及其功能研究

为了研究沼液药肥一体化水剂配方和功能。方法:首先将磁石和石膏与沼液混合,再加硅藻土净化;然后以水不溶物含量为指标,通过正交试验筛选氮磷钾矿质养分的最佳添加量,将之与小檗碱配合制备成沼液药肥一体化水剂;测定其对番茄灰霉病菌的抑制效果及对白菜生长的影响。结果表明:沼液净化后,其中铁、锰、锌含量增加,铜离子及重金属离子含量明显降低;以0.01%小檗碱、17%尿素、9%磷酸二氢钾、10%硝酸钾和8%黄腐酸(沼液补至100%)制备的沼液药肥一体化水剂,其N∶P2O5∶K2O质量比:8.51∶4.18∶7.87,N、P2O5、K2O总和即养分含量为205.6 g/L,能满足作物对养分的需求。抑菌实验表明,沼液药肥一体化水剂对番茄灰霉病菌有较强抑制作用,EC50为12.12μg/m L,是小檗碱水剂(抑制番茄灰霉病菌的EC50为398.11μg/m L) EC50的3.04%。沼液药肥一体化水剂稀释150倍后(即养分含量为1.67 g/L)喷施白菜能有效加速植株生长。结论:该研究为提高沼液抑菌效果和肥效,开发以沼液和小檗碱为主要原料的药肥一体化水剂提供科学依据。

基于PLC的果园水肥一体化控制系统设计

为保证果园作物的养分需求,使水肥混合溶液更地好满足果树生长需要,设计了一个基于PLC的果园水肥一体化控制系统。系统以西门子S7-200 SMART PLC为核心,包括灌溉水过滤子系统、混肥子系统及施肥和反冲洗子系统,通过魂魄支持Modbus通讯协议的压力传感器、液位传感器、pH值传感器、EC值传感器和土壤湿度传感器来检测系统运行参数和土壤湿度。使用西门子SMART 1000 IE V3触摸屏完成了人机交互界面设计,包括开机界面、手动控制界面、自动控制界面、历史数据界面和动态监控界面,用户可以直观查询设备的运行参数、便捷制定灌溉施肥方案。试验结果表明:系统实现了水肥溶液的精准调节,在20s内可以将水肥溶液的pH值保持在7.0,在20min内将溶液EC值保持在1 500μS/cm,从而完成混肥过程,提高了水肥利用效率,保证了设备的高效、稳定运行,在我国果园种植中具有广阔的应用前景。

山地果园水肥一体化控制系统设计与试验

为解决目前山地果园灌溉成本高、肥效低、浪费严重等问题,构建了一套果园水肥一体化滴灌系统,主要包括数据采集系统、控制中心、灌溉施肥系统,可自动完成母液配制、水肥循环、水肥灌溉及清水灌溉等过程。该系统以PLC为主控制器,以人机交互界面协同的方式控制作业,各传感器与PLC建立MODBUS协议并进行数据交换,保证作业过程中数据的实时监控。在水肥灌溉试验中,3个区域同一支管上不同滴头的平均水量为1.253、1.297、1.172L,同一滴头每5min出水量的平均值分别为0.626、0.659、0.616L,施肥过程中的水肥配比与目标值相比误差不超过5%,能够满足精准施肥要求。

水肥一体化条件下化肥减施对芒果园土壤肥力的影响

为探究水肥一体化减量施肥对果园土壤肥力的影响,采用田间试验,设置7个处理:土施(100%);分次土施(100%)(与水肥减施处理次数保持一致);水肥(100%);水肥(90%);水肥(80%);水肥(70%);水肥(60%)。观测0~20、20~40 cm土层土壤养分含量的变化。结果表明,水肥一体化降低了土壤p H值和有机质、碱解氮、速效磷含量,同时水肥减施处理还降低了0~20 cm土层土壤交换性镁、有效锌含量。根据土壤养分含量分级标准,芒果园土壤有机质、碱解氮、速效钾、交换性镁含量都处于低水平以下,属于匮乏状态,而土壤速效磷、有效铜、有效锌含量则处于高水平以上。通过2年的田间试验发现,芒果园水肥一体化减量施肥虽然提高了肥料利用效率但也降低了果园土壤的养分含量,不利于果园的长期可持续性发展,在后期减量施肥中应提高氮钾肥的施用量,降低磷肥的施用量。

基于蠕动泵的水肥药一体化装备设计与试验

目前,设施园艺生产中营养液或农药主要是在较大的水池中由人工调配,占地面积大,效率低,成本高,费时费力,严重制约了我国设施农业的发展。为此,设计了水肥药一体化智能装备,主要由主泵、蠕动泵、EC和pH传感器等部分组成,可在灌溉的管道内进行配肥或配药,精度高,省时省力,现用现配,无需配备较大的水池。同时,设计了该装备的整体结构、控制系统以及人机交互界面,并进行验证试验,结果表明:主泵和蠕动泵的流量精度分别为94.89%和96.69%,ec调控误差为0.68%,pH调控误差为1.42%,具备较好的应用价值。

水肥一体化施肥对山地果园‘油㮈’生长及果实品质的影响

以福建特色水果‘油㮈’为试材,在等肥料成本条件下,进行水肥一体化施肥和常规施肥下‘油㮈’树枝梢生长长度和粗度、果实品质、产量表现及施肥成本的比较研究,以期为山地水肥一体化施肥提供参考。结果表明,水肥一体化施肥可在一定程度上促进当年枝梢长度和粗度的增长,提高果实可溶性糖、可溶性固形物及Vc含量,降低可滴定酸含量,提高果实平均单果重、可食率、产量。等价施肥条件下,水肥一体化施肥节省人工成本1104.0元/hm^(2)。建议结合降水量等气候条件及山地土壤特点、生态环境等对水肥一体化施肥技术进行优化。

水肥一体化技术在中草药栽培中的应用前景分析

精准农业是未来农业发展的主要方向。水肥一体化技术作为现代农业发展过程中出现的一种精准施肥和灌溉技术,自提出以来便以定时、定量、节能增效等特点被广泛应用于中国农业生产。围绕水肥一体化技术要点、发展优势及研究现状进行综述,指出了水肥一体化技术在提高作物水肥利用效率、改善土壤结构和理化特性以及提升作物田间管理水平等方面所发挥的重要作用,并对中草药材栽培现状及存在的主要问题进行了探讨。最后,围绕水肥一体化技术在中草药材栽培中的应用前景进行了展望。