CN114586521A - 一种旱作农田水肥精确管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旱作农田水肥精确管理系统，包括：埋设在种植田不同深度的土壤氮磷钾传感器和湿度传感器，用于实现种植田不同深度的壤的氮磷钾浓度参数的实时反馈；埋设在种植田不同深度的施肥管路，用于实现作物不同深度根部水和/肥的输送；水肥供给系统，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量，并基于由肥料供给箱、水供给箱、混料箱、输肥管路、输水管路、电磁阀、流量计构成的供肥系统实现水和/肥的供给。本发明可以实现水肥的科学按需分施，一方面可以避免肥料的浪费，另一方面可以满足作物不同时期的生长需求，保证产量。
Description
技术领域
本发明涉及农田种植技术领域，具体涉及一种旱作农田水肥精确管理系统。
背景技术
水肥一体化是利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和利用的节水农业技术。目前，现有的水肥一体化多从供水角度考虑管道工程的设计，而忽略了作物在不同的生长阶段、不同的时间段及不同的环境条件下，对水和肥的吸收是不同的，因此长期单一浓度的水肥施加并不合理，容易造成土壤中肥料不足或过剩等问题，同时还可能产生拮抗效应，降低肥料的吸收利用率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种旱作农田水肥精确管理系统，可以实现水肥的科学按需分施，一方面可以避免肥料的浪费，另一方面可以满足作物不同时期的生长需求，保证产量。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种旱作农田水肥精确管理系统，包括：
埋设在种植田不同深度的土壤氮磷钾传感器和湿度传感器，用于实现种植田不同深度的壤的氮磷钾浓度参数的实时反馈；
埋设在种植田不同深度的施肥管路，用于实现作物不同深度根部水和/肥的输送；
水肥供给系统，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量，并基于由肥料供给箱、水供给箱、混料箱、输肥管路、输水管路、电磁阀、流量计构成的供肥系统实现水和/肥的供给。
进一步地，土壤氮磷钾传感器与施肥管路分离布置，且每一个土壤氮磷钾传感器内均配置一用于记载其对应的种植田作物编号、埋设深度的RFID芯片，所有反馈的土壤氮磷钾浓度参数均携带有其对应的种植田作物编号、埋设深度。
进一步地，施肥管路包括横管、通过接头安装在横管上的不同长度的竖管、安装在竖管下端的施肥球，每一根竖管和横管之间均安装有一电磁阀和一流量计。
进一步地，横管采用PVC硬管，竖管包括PVC软管以及均匀包裹设置在PVC软管外侧的金属软管层。
进一步地，每一个施肥球上均均匀布满出水口，且每一个出水口内均设有滤网，且周围均设置有一呈喇叭状的挡圈。
进一步地，水肥供给系统包括一PC机，内载：
水/肥供给量计算模块，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量；
供给任务编制模块，用于根据所得的当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量生成每一个肥料供给箱、水供给箱、电磁阀、流量计的工作任务；
控制模块，用于控制每一个肥料供给箱、水供给箱、电磁阀、流量计完成对应工作任务的执行，从而实现精确供肥。
进一步地，每隔5cm的深度埋设一施肥球，且最上端的施肥球距离地面的距离在10cm左右。
本发明具有以下有益效果：
1)通过水肥供给系统的设计，可以根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量的方式，从而实现水肥的科学按需分施。
2)充分考虑不同深度的根部对氮磷钾肥及水分的需求差别，进一步提高肥料及水供给的合理性。
附图说明
图1为本发明实施例一种旱作农田水肥精确管理系统的系统框图。
图2为本发明实施例中施肥管路的结构示意图；
图中：1-横管；2-施肥球；3-竖管。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例的一种旱作农田水肥精确管理系统，包括：
埋设在种植田不同深度的土壤氮磷钾传感器和湿度传感器，用于实现种植田不同深度的壤的氮磷钾浓度参数的实时反馈；土壤氮磷钾传感器、湿度传感器与施肥管路分离布置，且每一个土壤氮磷钾传感器、湿度传感器内均配置一用于记载其对应的种植田作物编号、埋设深度的RFID芯片，所有反馈的土壤氮磷钾浓度参数和湿度参数均携带有其对应的种植田作物编号、埋设深度。
埋设在种植田不同深度的施肥管路，用于实现作物不同深度根部水和/肥的输送；如图2所示，施肥管路包括横管1、通过接头安装在横管上的不同长度(分别对应不同的土壤深度，可以根据不同作物的根部深度设计)的竖管3、安装在竖管下端的施肥球2，每一根竖管和横管之间均安装有一电磁阀和一流量计。横管采用PVC硬管，在运用于大型根系作物，比如果树等时，优选环形PVC硬管，从而可以形成围绕作物根部的施肥圈，竖管包括PVC软管以及均匀包裹设置在PVC软管外侧的金属软管层，从而可以根据不同的埋设需求调整竖管的形态，同时，在根系生长时，竖管也可以跟着发生一定的位移，从而实现随动。
水肥供给系统，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量，并基于由肥料供给箱、水供给箱、混料箱、输肥管路、输水管路、电磁阀、流量计构成的供肥系统实现水和/肥的供给。
本实施例中，每一个施肥球上均均匀布满出水口，且每一个出水口内均设有滤网，且周围均设置有一呈喇叭状的挡圈，可以避免出水口被堵塞。
本实施例中，水肥供给系统包括一PC机，内载：
水/肥供给量计算模块，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量；不同的作物的生育期配置不同的氮磷钾需求模型、水需求模型，并配置不同的优选肥料种类，不同的肥料供给箱内放置不同的肥料，并配置用于将肥料送至混料箱的机械手，机械手包括蛇形机械臂以及安装在蛇形机械臂前端的带称重功能的勺子，水供给箱内设有用于将水泵送至混料箱的泵体，混料箱内配置有搅拌装置和泵送泵。
供给任务编制模块，用于根据所得的当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量生成每一个肥料供给箱、水供给箱、电磁阀、流量计的工作任务；
控制模块，用于控制每一个肥料供给箱、水供给箱、电磁阀、流量计完成对应工作任务的执行，从而实现精确供肥。
本实施例中，每隔5cm的深度埋设一施肥球，且最上端的施肥球距离地面的距离在10cm左右，相邻竖管之间的距离可以根据不同需求设计。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：包括：
埋设在种植田不同深度的土壤氮磷钾传感器和湿度传感器，用于实现种植田不同深度的壤的氮磷钾浓度参数的实时反馈；
埋设在种植田不同深度的施肥管路，用于实现作物不同深度根部水和/肥的输送；
水肥供给系统，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量，并基于由肥料供给箱、水供给箱、混料箱、输肥管路、输水管路、电磁阀、流量计构成的供肥系统实现水和/肥的供给。
2.如权利要求1所述的一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：，其特征在于：土壤氮磷钾传感器与施肥管路分离布置，且每一个土壤氮磷钾传感器内均配置一用于记载其对应的种植田作物编号、埋设深度的RFID芯片，所有反馈的土壤氮磷钾浓度参数均携带有其对应的种植田作物编号、埋设深度。
3.如权利要求1所述的一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：，其特征在于：施肥管路包括横管、通过接头安装在横管上的不同长度的竖管、安装在竖管下端的施肥球，每一根竖管和横管之间均安装有一电磁阀和一流量计。
4.如权利要求3所述的一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：横管采用PVC硬管，竖管包括PVC软管以及均匀包裹设置在PVC软管外侧的金属软管层。
5.如权利要求3所述的一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：每一个施肥球上均均匀布满出水口，且每一个出水口内均设有滤网，且周围均设置有一呈喇叭状的挡圈。
6.如权利要求1所述的一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：水肥供给系统包括一PC机，内载：
水/肥供给量计算模块，用于根据不同深度土壤的氮磷钾实时参数和湿度参数、种植作物的生育期、不同深度根部的目标养分和/水分需求获取当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量；
供给任务编制模块，用于根据所得的当前阶段不同深度根部水和/肥的供给量生成每一个肥料供给箱、水供给箱、电磁阀、流量计的工作任务；
控制模块，用于控制每一个肥料供给箱、水供给箱、电磁阀、流量计完成对应工作任务的执行，从而实现精确供肥。
7.如权利要求1所述的一种旱作农田水肥精确管理系统，其特征在于：每隔5cm的深度埋设一施肥球，且最上端的施肥球距离地面的距离在10cm。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205431370U (zh) * | 2016-03-07 | 2016-08-10 | 华北科技学院 | 一种基于无线网络的微灌溉监控装置 |
| CN206380426U (zh) * | 2016-12-27 | 2017-08-08 | 安徽农业大学 | 一种多功能树木对称式滴灌装置 |
| CN206433376U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-08-25 | 河北省农林科学院粮油作物研究所 | 一种自动化农业节水灌溉系统 |
| CN207767137U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-28 | 河南理工大学 | 一种节水型生态园林灌溉系统 |
| CN111837909A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-30 | 中南林业科技大学 | 坡地植物根系构型调控系统及方法 |
| CN212344516U (zh) * | 2020-05-29 | 2021-01-15 | 江苏农牧科技职业学院 | 一种基于智慧农业的半夏种植用水肥一体设施 |
| US20210140908A1 (en) * | 2019-11-04 | 2021-05-13 | Van Wall Equipment, Inc. | Soil moisture and nutrient sensor system |
| CN112925247A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-08 | 潍坊汇金海物联网技术有限公司 | 一种智慧农业云平台水肥控制方法 |
| CN113155177A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-07-23 | 江西裕丰智能农业科技有限公司 | 一种采集果园环境信息的方法 |
| CN113439520A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-09-28 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种农作物灌溉施肥智慧决策方法及系统 |
-
2022
- 2022-04-20 CN CN202210419402.XA patent/CN114586521A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205431370U (zh) * | 2016-03-07 | 2016-08-10 | 华北科技学院 | 一种基于无线网络的微灌溉监控装置 |
| CN206380426U (zh) * | 2016-12-27 | 2017-08-08 | 安徽农业大学 | 一种多功能树木对称式滴灌装置 |
| CN206433376U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-08-25 | 河北省农林科学院粮油作物研究所 | 一种自动化农业节水灌溉系统 |
| CN207767137U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-28 | 河南理工大学 | 一种节水型生态园林灌溉系统 |
| US20210140908A1 (en) * | 2019-11-04 | 2021-05-13 | Van Wall Equipment, Inc. | Soil moisture and nutrient sensor system |
| CN212344516U (zh) * | 2020-05-29 | 2021-01-15 | 江苏农牧科技职业学院 | 一种基于智慧农业的半夏种植用水肥一体设施 |
| CN111837909A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-30 | 中南林业科技大学 | 坡地植物根系构型调控系统及方法 |
| CN113155177A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-07-23 | 江西裕丰智能农业科技有限公司 | 一种采集果园环境信息的方法 |
| CN112925247A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-08 | 潍坊汇金海物联网技术有限公司 | 一种智慧农业云平台水肥控制方法 |
| CN113439520A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-09-28 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种农作物灌溉施肥智慧决策方法及系统 |
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