摘要
現代農業不斷發展，農業物聯網技術與水肥一體化技術在農業生應用中越來越重要，兩者技術結合成一項綜合技術，通過農業物聯網對項目實施監測，對實時反饋數據進行計算分析，通過水肥一體化系統進行反饋，可實現農業生產省肥、省水、省工、環保、高產、高效的突出優點。
農業物聯網
農業物聯網目前更多的是應用在設施農業中，運用物聯網系統的溫度傳感器、濕度傳感器、pH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設備，檢測環境中的溫度、相對濕度、pH值、光照強度、土壤養分、CO2濃度等物理量參數，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。遠程控制的實現使技術人員在辦公室就能對多個大棚的環境進行監測控制。采用無線網絡來測量獲得作物生長的最佳條件，可以為溫室精準調控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的。
水肥一體化技術
水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業智能灌溉新技術。其優點是灌溉施肥的肥效快，養分利用率提高。可以避免肥料施在較干的表土層易引起的揮發損失、溶解慢，最終肥效發揮慢的問題；尤其避免了銨態和尿素態氮肥施在地表揮發損失的問題，既節約氮肥又有利于環境保護。
該項技術適宜于有井、水庫、蓄水池等固定水源，且水質好、符合微灌要求，并已建設或有條件建設微灌設施的區域推廣應用。主要適用于設施農業栽培、果園栽培和棉花等大田經濟作物栽培，以及經濟效益較好的其他作物。
農業物聯網與水肥一體化技術結合
農業物聯網與水肥一體化技術的結合，實現了灌溉智能化控制。整個灌溉系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現對灌溉、施肥的定時、定量控制，節水節肥節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。省力省時、提高產量。多用于連棟溫室、日光溫室、溫室大棚和大田種植灌溉作業。
農業物聯網與水肥一體化技術結合主要體現在以水泵提供壓力的微灌灌溉施肥系統。該系統與調節閥門來實現恒壓供水相比既能實現設定壓力減少操作又能很大程度上節能，實現起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊。通過變頻器降低水泵平均轉速，從而可延長泵和閥門等的使用壽命并能夠實現無負壓供水設備可以消除起動和停機時的水錘效應。
微灌系統過濾器一般采用組合式過濾器，根據水源情況，水源為河流、水庫、池塘等地表水時一般采用砂石與網式過濾器或疊片過濾器組合，水源為井水等地下水時一般采用離心過濾器與網式過濾器或疊片過濾器組合。水肥一體化系統一般采用自動反沖洗組合過濾器，便于能夠通過物聯網技術實現自動化控制，減少人力資源投入。
施肥器是水肥一體化系統的核心，目前國內部分施肥器采用文丘里施肥器和壓差式施肥罐以及少量的水肥一體化機。
1文丘里施肥器具有造價低廉，使用方便，施肥濃度穩定，無須外加動力等特點，其缺點是壓力損失較大，不適宜多種元素混合且濃度不好控制，自動化程度低，一般適于灌區面積不大要求不高的場合。
2壓差式施肥是通過壓差來施肥的，把球閥或閘閥調到合適位置，球閥前后壓力不一樣，球閥前邊壓力比球閥后邊壓力大，形成了壓力差，把肥料從施肥罐壓到管道中。其優點是，加工制造簡單，造價較低，不需外加動力設備。缺點是溶液濃度變化大，無法控制；罐體容積有限，添加化肥次數頻繁且較麻煩；輸水管道因設有調壓閥而造成一定的水頭損失自動化程度低。
3目前國內國際上比較先進的水肥一體化系統是采用配方液體肥自動配置系統。其優點：1、注肥量可視：每個注肥通道均含有流量計，施肥量可以根據流量計直接讀取；2、肥量可調：可以根據作物需自動調節注肥量；3、施肥可選擇性高：多個施肥通道可以施用同一種肥料，也可根據實際需要使用不同種肥料，也可根據用戶需要分別施用含N、P、K的肥料；4、施肥更具參考性：施肥機的EC、pH傳感器可以讀取并通過顯示儀顯示出肥液的酸堿度和電導率，方便用戶實時調整施肥速率；5、可以自動調節EC、pH：施肥機的控制器可以根據用戶設定的EC、pH值自動調節注入灌溉系統的肥料量；6、與物聯網結合通過云數據計算自動跳接灌溉肥料含量及肥料種類，實現灌溉施肥的自動化控制。
中農富通自主研發的配方液體肥自動配制施肥系統（水肥一體化系統）具有獨立的自主知識產權，并獲得發明專利授權，且順利通過科技部中國高科技企業研究會的評審與核查，評價委員會一致認為成果總體水平均達到國際先進水平，并頒發了《科學技術成果證書》。其主要功能是將不同原料級全水溶性肥料通過內置的程序配置成各個作物不同時期所需的配方液體肥料并施入植物根域附近。特點主要包括使用全水溶性原料，可根據作物需肥規律進行自動配制肥料，自動施肥等。
農業物聯網與水肥一體化系統能夠實自動化電磁閥也是是不可缺少的一部分。農業灌溉電磁閥一般是選用手、電雙控至電磁閥，物聯網可以通過控制灌溉首部及電磁閥的啟閉來實現自動灌溉及指定區域灌溉。
通過物聯網技術與水肥一體化技術有機結合，可實現農業生產過程全監控與 “智能”灌溉，最終實現增產增收、節約能源、保障作物的生長安全，促進產業結構調整，實現現代科技對農業的支撐，并對改善農業生態環境、保障糧食生產安全等方面發揮重大作用，具有良好的社會效益、經濟效益和生態效益。
結語
我國正處于現代化農業起步和發展階段，農業物聯網與水肥一體化技術在農業生產領域也有了初步應用，但仍存在項目一次性投資較高、傳感器靈敏度不夠、系統維護成本高的缺點。隨著科學技術的不斷發展和國家政策的支持，農業物聯網與水肥一體化技術必將會對現代農業的發展起到巨大的推動作用，特別是在高端農業和大面積農業種植方面將會有廣闊的市場前景。
中國鄉村發現網轉自：微信號 中農富通
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