摘 要: 目前,智能灌溉控制系統(tǒng)多采用定時控制,即達到開啟時間設備工作,達到灌溉時長設備停止,在一定程度上實現了自動化灌溉,但由于作物在不同生長時期的需水量不同,灌溉控制系統(tǒng)難以生成與作物需求一致的灌溉方案。我國溫室智能灌溉技術起步較晚,還沒有大范圍應用,已經采用智能灌溉的地區(qū),其控制方式及控制策略也不同。以智能灌溉控制系統(tǒng)為出發(fā)點,闡述了溫室智能灌溉控制系統(tǒng)的組成、問題等,并展望了其未來的發(fā)展趨勢。
關鍵詞:溫室;灌溉;智能控制;控制策略;水肥一體化
中圖分類號:S126 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1795(2023)07-0067-06
DOI:10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.07.010
0 引言據2020 年度《中國水資源公報》顯示,2020 年全國用水總量5 812.9 億m3,其中農業(yè)用水3 612.4 億m3,占用水總量的62.1%,化肥用量占世界的35%,但農業(yè)化肥利用率僅30%,比發(fā)達國家低20%[1-2]。目前,我國大部分溫室依舊采用傳統(tǒng)的大水漫灌方式,并不能根據作物實際生長情況實時調整供水量,不僅造成了水資源浪費,還影響了作物產量和質量的提高;而大水漫灌的灌溉方式除了浪費水資源之外,還會造成土壤板結、土地鹽堿化和肥料浪費等。
近年來,隨著我國溫室灌溉技術的發(fā)展,部分溫室已經形成了完整的溫室智能灌溉系統(tǒng),但在控制方式上,更多地還是采用定時控制,即“按時開,按時關”,在規(guī)定好的時間內進行水肥灌溉。肖麗[3] 基于單片機的溫室自動灌溉系統(tǒng)設計中,自動灌溉系統(tǒng)以AT89C51 單片機作為溫室大棚控制系統(tǒng)的核心模塊,單片機收集濕度傳感器監(jiān)測到的數據,并進行分析處理,通過控制繼電器的通斷控制水泵的啟停,實現了智能灌溉。劉穎[4] 基于Zigbee 與MSP430 單片機的溫室智能灌溉系統(tǒng)設計中,以CC2530 無線模塊為基礎,以MSP430F169 作為微控制器,對溫室中的基本環(huán)境參數進行采集與傳輸,并提出了一種模糊灌溉控制算法,預測系統(tǒng)何時需要灌溉。這種控制方式雖然實現了灌溉的自動化控制,但是依然沒有解決作物在不同生長時期對水肥需求不同的問題,達不到精準化灌溉的目的。因此,研發(fā)更加智能化的溫室智能灌溉控制系統(tǒng)對于滿足作物不同時期的水肥需求、節(jié)約水資源等具有重要意義。