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水肥一體化設備是借助壓力系統將可溶性固體或液體肥料,按土壤養分含量和作物種類的需肥規律、特點,配兌成的肥液與灌溉水一起,通過可控管道系統供水、供肥,使水肥相融合,再通過管道以及噴頭或者滴頭等將水肥均勻、定時、定量地提供給作物的設備。以下是關于水肥一體化設備的詳細介紹:
設備組成
水源工程設備
水泵:為水肥輸送提供壓力,確保水肥混合液能在管道中順利流動。常見的有離心泵,適用于從開闊水源取水,流量大、揚程適中;潛水泵適合從深井中取水,在北方干旱地區應用廣泛。
蓄水池:用于儲存水源,調節水量。在降水充沛時收集雨水,水源供應不穩定時為系統補充水源,提高水資源利用效率。
過濾器:去除水中的泥沙、藻類、懸浮物等雜質,防止堵塞管道和施肥設備。常見的有砂石過濾器、網式過濾器、疊片過濾器等。
施肥控制設備
文丘里施肥器:基于文丘里效應,當水流通過特殊管道時,喉部形成負壓,將肥料溶液從肥料桶中吸入管道與水流混合。結構簡單、造價低廉、使用方便,但壓力損失較大,適用于小型農田或溫室大棚。
壓差式施肥罐:利用灌溉系統中水流的壓力差,將肥料罐中的肥料溶液吸入管道中。操作簡單、成本較低,但施肥濃度會隨時間降低,適合小規模、對施肥精度要求不高的農田。
比例施肥器:能按照預先設定的比例,將肥料溶液與灌溉水自動混合,確保施肥濃度穩定。可根據作物需求靈活調整施肥比例,適用于各種規模農田和不同作物。
計量泵施肥器:通過精確控制泵的流量和沖程,實現對肥料溶液的定量輸送。施肥精度極高,適用于對肥料用量要求嚴格的作物種植,但價格較高,維護成本也較大。
施肥機:集肥料溶解、混合、輸送和施肥控制于一體,智能化程度高。可根據土壤檢測數據等信息自動計算并精準調配肥料種類和用量,適用于大規模農田種植,但初期投資較大,對操作人員技術要求高。
輸送分配設備
輸水管線:通常采用 PE 管或 PVC 管,具有耐腐蝕、抗壓能力強、密封性好等優點,承擔著將水肥混合液從水源處輸送到田間各個角落的任務。管徑大小和鋪設方式會根據灌溉面積、地形條件等因素進行選擇。
滴灌管:通過滴頭將水肥混合液緩慢滴入作物根部附近土壤中,能有效減少水分蒸發和滲漏,提高水資源利用率,避免土壤板結和肥料流失,可根據作物種植間距和需水需肥情況調整滴頭間距和流量。
噴灌噴頭:以噴灑方式將水肥混合液均勻分布在作物上方,模擬自然降雨效果。分為旋轉噴頭和固定噴頭等類型,旋轉噴頭噴灑范圍廣、流量大,適合大面積農田灌溉;固定噴頭噴灑范圍小、水流集中,常用于果園、菜地等對灌溉精度要求較高的區域。
智能控制設備
傳感器:實時監測土壤濕度、溫度、養分含量、氣象等環境參數,為精準控制提供數據支持,如土壤濕度傳感器可測量土壤水分含量,土壤養分傳感器可監測土壤中氮、磷、鉀等主要養分濃度。
控制柜:接收傳感器傳來的數據,根據預設程序和參數對各個設備進行智能控制,可自動控制水泵啟停、調整施肥機施肥量和施肥時間等,還具備遠程監控和操作功能。
智能控制系統:整合了傳感器、控制柜以及各種灌溉和施肥設備,運用物聯網、大數據、云計算等技術,實現對水肥一體化系統的全方位、智能化管理,可預測作物需水需肥情況,制定合理灌溉和施肥計劃,并對設備運行狀態進行實時監測和故障診斷。
設備優勢
節約用水:采用局部灌溉的方式,只針對作物根部進行灌溉,減少了水分的蒸發和流失,有效節約了用水。
提高肥料利用率:可以將肥料溶液直接輸送到作物根部,避免肥料在土壤中過度積累,使養分能夠更加合理地釋放,提高了肥料的利用率。
提高農作物產量和品質:作物可以及時得到所需的水分和養分,有助于提高農作物的產量和品質。
降低人工成本:智能控制系統可以實現自動化灌溉和施肥,減少了人工操作的工作量,降低了人工成本。