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        塔額墾區(qū)甜菜種植水肥一體化智能控制的策略

        2021-11-15 02:12:18新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所畜牧科學(xué)研究所新疆額敏834601
        農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 2021年24期
        關(guān)鍵詞:墾區(qū)甜菜水肥

        崔 瑜(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所畜牧科學(xué)研究所,新疆 額敏 834601)

        塔額墾區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)塔城地區(qū),隸屬于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師。塔額墾區(qū)具有獨(dú)特的地理位置和自然條件,非常適合種植甜菜,現(xiàn)已形成了一套甜菜從播種到收獲全程機(jī)械化高產(chǎn)高效栽培技術(shù)[1]。甜菜的成長(zhǎng)離不開水和肥,但目前九師塔額墾區(qū)甜菜水肥一體智能控制尚未全面實(shí)現(xiàn)。針對(duì)塔額墾區(qū)甜菜產(chǎn)量不穩(wěn)定、含糖率趨低、養(yǎng)分利用效率低等問題,該文就甜菜生長(zhǎng)過程中的水肥一體化智能控制的策略作為研究對(duì)象,探索一種簡(jiǎn)易且高效的施水和施肥控制方式,以促進(jìn)甜菜增產(chǎn)增收,實(shí)現(xiàn)農(nóng)民省時(shí)省力。

        1 塔額墾區(qū)甜菜優(yōu)質(zhì)種植環(huán)境探索

        隨著甜菜新品種、地膜覆蓋和滴灌節(jié)水等技術(shù)的引進(jìn)和推廣應(yīng)用[2-3],新疆甜菜生產(chǎn)得到極大發(fā)展,使甜菜單產(chǎn)水平大幅度提高,較全國(guó)平均水平高出50%[4]。但近幾年來,塔額墾區(qū)甜菜種植面積急速減少,主要原因還是甜菜的種植環(huán)境惡劣和施肥水平低等原因。

        多年來,通過不斷對(duì)塔額墾區(qū)甜菜不同種植環(huán)境的產(chǎn)量以及糖度分析,得出甜菜高產(chǎn)高糖優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)指標(biāo):每畝產(chǎn)量6.5~7.0噸,含糖量在16%~17%。塔額墾區(qū)甜菜種植一定程度上可效仿大棚草莓無土栽培的種植環(huán)境,該環(huán)境從根源上較大程度的避免了病害和蟲害的侵?jǐn)_,而且溫濕度可控,水肥可按固定配比進(jìn)行供給。但該方式經(jīng)濟(jì)成本較高,農(nóng)戶前期投入較大,因此只適合小面積種植,不適合大面積普及。

        2 水肥一體化總體控制思路

        結(jié)合實(shí)際,該地區(qū)的水肥一體化控制系統(tǒng)可由以下幾個(gè)部分組成,分別是信息采集節(jié)點(diǎn)、主控制臺(tái)、閥門單元、信息反饋和智能算法五個(gè)部分組成(如圖2)。水肥一體化控制過程主要分為兩個(gè)階段,其中,第一階段為信息采集,信息采集節(jié)點(diǎn)主要為各類傳感器,主要負(fù)責(zé)種植環(huán)境的各類參數(shù)的信息采集;第二階段為智能施肥,主控制臺(tái)通過采集的各類參數(shù)信息,結(jié)合智能算法對(duì)閥門單元進(jìn)行控制,并結(jié)合反饋信息,實(shí)時(shí)進(jìn)行水肥比例和流量進(jìn)行調(diào)整,最終完成施肥。

        圖1 水肥一體化控制系統(tǒng)

        3 環(huán)境監(jiān)測(cè)策略

        結(jié)合實(shí)際情況,環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)思路主要包括兩個(gè)部分,一個(gè)是施肥前的土壤環(huán)境,主要通過信息采集點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)是施肥中施肥信息監(jiān)測(cè),憑借壓力、流量等傳感器作為反饋信息實(shí)時(shí)為主控制臺(tái)提供施肥量、灌溉量管道壓力等信息。

        4 水肥協(xié)同智能控制策略

        水肥協(xié)同主要通過水肥一體機(jī)來實(shí)現(xiàn),目前新疆塔額墾區(qū)水肥一體化設(shè)備種類有多種。其中,在國(guó)內(nèi)外已被廣泛使用文丘里施肥模式較為廣泛,其施肥原理是水流經(jīng)過縮小的斷面時(shí),流速變大形成負(fù)壓吸入肥液,具有可移動(dòng)性、便捷性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)[5]。相比較于文丘里施肥模式施肥機(jī),智能水肥一體機(jī)在節(jié)水省肥和精準(zhǔn)方面更為突出。

        智能水肥機(jī)主要由兩個(gè)部分組成,一個(gè)是軟管泵,另外一個(gè)就是主控臺(tái)。主控板主要由嵌入式操作系統(tǒng)組成,可實(shí)現(xiàn)智能化控制。

        5 結(jié)語

        該文根據(jù)新疆塔額墾區(qū)甜菜種植中的水肥一體化智能控制提供了一些策略,結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外在智慧農(nóng)業(yè),尤其是水肥協(xié)同方面的一些成果,為未來該地區(qū)的甜菜種植過程中智能自動(dòng)化控制提供了一些思路。

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