[发明专利]水肥一体化精量管控系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种水肥一体化精量管控系统及控制方法，包括首部设备和田间尾部设备，首部设备包括灌溉系统、施肥系统和首部控制系统；灌溉系统包括灌溉泵、灌溉管道、压力传感器、灌溉流量计、过滤系统和灌溉阀；施肥系统包括施肥泵、施肥管道、施肥流量计和施肥阀；田间尾部设备包括尾部灌溉系统和田间控制系统；尾部灌溉系统包括田间管道、电磁阀和滴灌管；田间控制系统包括田间控制箱、田间电源模块、EC传感器和水分传感器；本发明根据作物根部最佳吸收水肥位置，布置水分传感器和EC传感器，检测实际灌溉施肥时水肥施入量和到达位置，有效地避免了水肥浪费，使作物根部水肥含量不会过高、过低，促进了作物生长。

技术领域

本发明涉及微水灌溉技术领域，具体涉及一种水肥一体化精量管控系统及控制方法。

背景技术

近年来，由于微灌具有节水、灌溉均匀度高、省工、节肥、增产等诸多优点，发展迅速，得到了广泛使用，已成为农业生产中的重要技术手段，目前全国微灌应用面积已达到5000多万亩。微灌是通过管道系统与安装在尾部（末级管道上）的特制灌水器（滴头、微喷头、渗灌管和微管等），将水和养分以较小的流量输送到作物根部，使土壤保持在最佳水、肥、气状态的灌水方法。由于微灌直接把水和养分直接输送到作物根部，所以利用微灌系统施肥具有很大的优势，因而水肥一体化得到了普遍使用。

但目前水肥一体化使用过程中，由于没有充分了解水、肥在土壤中运移规律，因而存在水肥管理粗放的问题，造成灌水不足或过量灌溉，水肥在土壤中的位置不合适，使得水肥没有得到充分利用，不利于作物生长。

水分是决定根系能否吸收到养分的决定性因素。没有水的参与，根系吸收不到养分。肥料溶解后通过灌溉水施到作物的根部，促进养分吸收，大幅度提高肥料利用率。一般使根层深度保持一定的湿度即可（蔬菜浅根、果树深根）。过量灌溉不但浪费水，还会造成渗漏严重。过量灌溉后土壤湿度太大，破坏了根区的水气平衡，水分过多，氧气不足，导致烂根烂种，更严重的是养分淋失到根层以下，浪费肥料，作物减产，污染地下水的后果。灌水不足又会造成水肥达不到作物主根区，作物生长得不到保证。

水肥一体化要先了解根系的分布深度，对一个固定的灌溉系统，灌溉时间是由根系深度和土壤性状决定的，灌溉时间决定施肥时间，合理的灌溉时间能保证养分停留在根区。

综上所述，现有水肥一体化系统实现了水肥同施，但存在施用粗放、过少或过量等问题，不能保证水分、养分停留在根区，影响了水肥利用效率和作物生长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种水肥一体化精量管控系统及控制方法，本水肥一体化精量管控系统及控制方法解决了目前水肥一体化系统实现了水肥同施，但存在施用粗放、过少或过量等问题。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种水肥一体化精量管控系统，包括首部设备和田间尾部设备， 所述首部设备包括灌溉系统、施肥系统和首部控制系统；

所述灌溉系统包括灌溉泵、灌溉管道、压力传感器、灌溉流量计、过滤系统和灌溉阀，所述灌溉泵的入口连接有水源且出口通过灌溉管道与过滤系统连接，所述灌溉管道上安装有压力传感器、灌溉流量计和灌溉阀；

所述施肥系统包括施肥泵、施肥管道、施肥流量计和施肥阀，所述施肥泵的入口连接有肥液且出口通过施肥管道与过滤系统连接，所述施肥管道上安装有施肥流量计和施肥阀；

所述灌溉泵、压力传感器、灌溉流量计、灌溉阀、施肥泵、施肥流量计和施肥阀均与首部控制系统电连接；

所述田间尾部设备包括尾部灌溉系统和田间控制系统；

所述尾部灌溉系统包括田间管道、电磁阀和滴灌管，所述田间管道与所述过滤系统连接，所述田间管道上安装有电磁阀，所述田间管道与若干个滴灌管连接，滴灌管安装在田间作物根部土壤上；