南疆日光温室轻简型水肥一体化系统设计与实现

陈毅飞，杨会民，喻 晨，王学农，马 艳

（1.新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐830091；2.农业农村部林果棉装备科学观测实验站；3.新疆设施农业智能化管控技术重点实验室）

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新疆水资源缺乏，据统计2019年全疆用水量农业领域为511.4亿m3，已超过全疆总用水量的87%[1-2]，显著超出了2012年《新疆可持续发展中有关水资源的战略研究》中提到的灌溉用水400亿m3[3]，由此可见，新疆水资源使用量严重超支，必须加以节制。同时，新疆为响应国家“双减”政策不断深入开展化肥农药减量增效工作。现代水肥管控技术能有效将肥料管控与灌溉节水相结合[4]，针对南疆设施农业灌溉施肥现状，发展水肥精准管控技术是促进节水节肥、优化生态环境的可靠途径[5]。

当前，设施农业中智能连栋温室使用的水肥一体化设备大多从国外进口，例如以色列Galcon公司的Fertimix水肥一体机和丹麦Senmatic公司的AMI Penta水肥一体机等[6]，该设备的优点是能有效对水肥溶液进行Ec（电导率）及pH值精准调节，但需专业维护团队定期维护，且价格高昂，使用场景一般为大型连栋温室和智能玻璃温室。南疆日光温室目前主要采用压差罐进行水肥一体化施用，优点是价格便宜、操作简单、易维修，但无法调控水肥比例及集群式智能管控。

结合南疆实际情况，设计了一种适用于南疆日光温室的基于物联网的具有精准水肥调控功能的轻简型水肥一体系统。首先，该水肥一体化系统采用特制的大流量文丘里吸肥装置，其次利用隔膜式肥量调节阀根据水肥比例要求及施肥时间调节注肥速率，系统可通过对水肥机水路配置的控制实现肥料自动搅拌。……