水肥一体化技术与自动控制灌溉系统技术推广与应用

自动远程灌溉与水肥一体化是现代种植发展的两项农业新技术。水肥一体化是在灌溉的同时,通过(远程灌溉系统将肥料输送至植株地表或根区处。水肥一体化结合远程灌溉系统可节省用于灌溉和施肥的人工90%以上,应用水肥一体化与自动远程灌溉技术不仅可以显著节省生产成本而且是缓解水资源紧缺的途径之一。     

容县沙田柚光伏提水及水肥一体化灌溉系统探讨

肥水充足是沙田柚高产保质的重要条件,针对容县沙田柚主产区特定的地理条件,探讨了沙田柚光伏提水及水肥一体化灌溉系统,简要介绍了光伏提水技术、水肥一体化技术和容县沙田柚光伏提水及水肥一体化灌溉系统设计,以及研究探讨的主要内容。     

基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统设计及效益分析

基于灌溉现代化发展需求和节水省工的目的,以物联网技术为支撑,对水肥一体化智能灌溉系统进行设计及效益分析。该系统主要包括智慧平台(信息中心),田间灌溉控制系统,智能施肥系统,农田气象环境监测系统,远程土壤墒情测报系统,远程管道压力、流量监测系统,远程作物长势视频监测系统,能效监测系统等8个组成部分。效益敏感性分析结果表明,物联网水肥一体化智能灌溉系统的年效益在其经济内部收益率指标中最为敏感,故该系统与普通滴灌工程相比投资虽较大,但年效益的提高使其在应用年限中获得较高的经济内部收益率,从而极大提高灌溉系统的收益创造能力。应用效果显示,物联网水肥一体化智能灌溉系统省工节水效果显著,随着科技的不断进步与水利信息化的发展趋势,有着良好的应用前景。     

山东省设施黄瓜水肥一体化滴灌技术应用研究

水肥一体化滴灌技术是提高设施蔬菜水分利用率的有效途径之一。本文设置了三个不同施肥量处理,对滴灌施肥与畦灌冲肥做了比较。试验结果表明：设施黄瓜采用水肥一体化滴灌技术具有较好的节水节肥效果,能够提高黄瓜产量,改善黄瓜品质,同时提高水分利用率。水肥一体化滴灌技术虽然需要投入一定的成本,但依然能够获得一定的经济效益。本试验可为今后水肥一体化滴灌技术在设施黄瓜上的推广应用提供一定的理论基础和技术支持。     

精准农业节水灌溉技术推广与应用

精准农业是将先进的工业生产方式应用在现代高效农业生产管理上,实现全过程数字化、信息化、智能化的技术。精准灌溉为精准农业的关键技术,项目集成水源净化系统、膜下滴灌、水肥一体化和自动化灌溉系统进行推广应用,采集作物生长的土壤性状和环境因素参数,制定灌溉决策,并发出灌溉控制指令,实现适量灌溉,达到精准灌溉的目的。     

基于IOT和GA-Elman的农田智慧灌溉控制系统研究

为了实现农业生产向智能化、精准化和科学化的现代化农业转型,基于物联网技术和GA-Elman神经网络需水量预测模型,构建农田智慧灌溉控制系统。研究表明:该系统的平均误差率仅为2.4%,可实现灌溉需水量的精准预测;采用智慧灌溉系统进行水肥一体化滴灌之后,灌溉节水率和农作物产量提升率分别可达84.4%、10%;该模型不仅具备遗传算法的全局寻优功能,而且还具备Elman神经网络的全局稳定性,可在现代化农业灌溉工程中予以合理应用。     

水肥一体化条件下内蒙古优势作物水肥利用效率及产量分析

利用2013-2014田间实测数据对比分析了传统种植条件下和水肥一体化条件下内蒙古优势作物(玉米、马铃薯、大豆)水肥利用效率、生长指标、产量构成因子、产量商品组成和最终产量,探讨了水肥一体化"以肥调水,以水促肥"的作用机理,最后提出了内蒙古发展水肥一体化技术存在的问题及相应对策。结果表明:相比于传统种植,水肥一体化条件下作物在高效利用水肥资源的情况下,水分利用效率提高8.50%~62.89%;肥料利用率提高16.0%~60.6%,玉米、马铃薯和大豆产量分别提高22.01%、171.60%和63.76%。总体来看,内蒙古发展水肥一体化技术意义重大,前景广阔。     

水肥一体智能灌溉设备的研发及应用

本文阐述了基于云服务水肥一体智能灌溉设备的研发设计方案和关键技术环节,并通过应用实例对云服务技术嵌入水肥一体灌溉设备的效果进行了分析评价。应用数据表明:云服务水肥一体化灌溉技术能够有效降低用水、用肥和人工成本,具有一定推广应用价值。     

移动式油电混动含沙水直滤水肥一体化灌溉设备

为更好地引用黄河水等高含沙水灌溉,针对当前市场上节水灌溉设备动力单一、固定不可移动、拆卸成本高、灌溉效率低等一系列问题,自行研制了移动式油电混动含沙水直滤水肥一体化灌溉设备,该设备在黄河淤背区、滩区、引黄灌区等地都有应用,取得了良好灌溉效果和经济效益,具有较高的推广应用前景。     

智能灌溉关键技术及应用前景分析

为解决传统农业灌溉用水量大、水资源利用率低、劳动成本高的问题,研究智能灌溉系统通过对灌溉土壤的数据采集,结合物联网技术、网络异构融合技术实现水肥一体化灌溉远程控制,整个过程为网络实时闭环控制,过程可靠性、精准性高。智能灌溉系统可结合不同作物的具体需求设定相对应的灌溉目标和任务,能有效减少水资源、肥料、劳动力等相关成本。对于我国这样的农业大国,智能灌溉技术可为未来实现农业用水高效利用、节约人力成本提供有效的技术支撑。     

水稻水肥耦合技术的生态环境效应和最佳模式研究

通过田间试验,研究了水稻水肥耦合技术的产量效应和生态环境效应,结果表明:湿润灌溉总氮污染量相对于充分灌溉减少35.09%~54.22%。中、低氮处理的总氮污染量比高氮处理减少0.59%~23.22%。在湿润灌溉条件下,水稻产量会有不同程度的降低,但低施肥会大大降低减产幅度,仍可获得相当高的产量。综合考虑产量、肥料、污染因素,结合经济效益和环境效益,可以认为,施氮量202.5 kg/hm2,土壤水分为占土壤饱和含水率的85%是切实可行的最优水肥组合。     

广东省用水效率时空变化分析

用水效率的提高是在用水总量一定的前提下,保障和行业用水需求和经济社会良性发展的重要手段。通过对广东省1980-2011年用水效率指标在年度和地市空间上的变化趋势和变化规律进行分析,结果表明,总用水量年均增长率为1.08％,人均水资源量年均递减率为2.90％,人均用水量年均递减率为1.16％,人均综合用水量年均递减率为1.75％,都与总用水量呈反向变化的特征,而耗水量和农田灌溉亩均用水指标年均变化率分别为0.76％和-0.21％,变化幅度相对较小,说明用水效率整体提高并不明显。并分析了各市不同用水阶段单位农业增加值用水量变化,以2005-2010年最快,年均变化率为-8.52％,同时表现出区域和年际变化差异较大,年灌溉用水效率较低的特点。     

Winery wastewater treatment by constructed wetlands and the use of treated wastewater for cash crop production.

A 45 m long, 4 m wide and 1 m deep wetland was constructed at Goudini in 2002 to treat distillery and winery effluent. After the plants were fully established, the wastewater with an average chemical oxygen demand (COD) of 14,000 mg/l was introduced to the wetland system at a rate of 4,050 litres per day. After treatment, wastewater at the outlet had an average COD of 500 mg/l, indicating more than 90% COD removal. After treatment, the wastewater was used to irrigate cash crops as part of poverty alleviation for farm workers. The experiment consisted of four treatment: clean irrigation water with fertilizer applied (B1); clean irrigation water without fertilizer applied (B2); wastewater irrigation with fertilizer applied (B3); and wastewater irrigation without fertilizer applied (B4). These were replicated seven times. Cabbage was cultivated as a cash crop. The results indicated that cabbage could be irrigated with winery wastewater treated by wetlands. The study found that there was significant difference between treatments that were fertilized compared with those that were not fertilized. The results indicated that wastewater irrigation improved the nutritional status of the soil.     

潇河灌区渠系改造节水效益评析

潇河灌区经过近 5 0年的运行 ,渠系建筑物老化破损严重 ,灌溉水利用率极低。通过实施渠系改造工程 ,渠系水利用率由 0 .485提高到 0 .6 3,年节水量 70 4万m3,增加灌溉面积 8.6万亩次 ,节水效果明显 ,经济效益显著 ,保障了灌区的可持续发展     

基于GAMS的内蒙古河套灌区水资源联合利用分析

根据国家和地方对黄河水量的分配比例,未来内蒙河套灌区引黄水量为40亿m3/a,而目前河套灌区多年平均引黄水量为52亿m3/a。随着引黄水量的逐年减少和灌区经济的快速发展,本地区水资源供需矛盾更加突出,合理利用有限水资源成为灌区的首要任务。通过灌区现状水资源供需平衡分析,并根据河套灌区中长期规划和水资源利用特点,设计了2种引黄水和地下水联合利用方案,同时对规划年水资源联合利用情况进行了优化分析,并对不同方案下的地下水动态变化进行了模拟。结果表明,通过优化产业结构、增加井渠结合灌溉面积,有效利用地下水资源包括微咸水,可以在40亿m3/a引黄水量下维持灌区可持续发展。     

Utilization of treated swine wastewater for greenhouse tomato production.

An integrated system has been developed to recycle waste organics and treated wastewater from a swine farm to make value-added products and to protect the environment from potential contamination. The farm is a farrow-to-wean swine operation with approximately 4,000 sows. A high-strength wastewater (chemical oxygen demand, 18,000 mg/l; total Khejdal nitrogen, 1,600 mg/l; total phosphorus, 360 mg/l) is produced from the swine operation. An ambient-temperature anaerobic digester has been used to treat the swine wastewater and to produce biogas (from an average 475 m3/day in winter to 950 m3/day in summer). The biogas is combusted in an engine to produce electricity (around 900 kW-hr/day). The digester effluent that is rich in nutrients (N, P, and minerals) is then utilized for fertigation for greenhouse tomato production. A trickling nitrification biofilter has been developed to convert ammonium in the effluent into nitrate. The nitrified anaerobic effluent is used as both fertilizer and irrigation water for approximately 14,400 tomato plants in greenhouses. Experimental data indicate that the tomato greenhouses have used approximately 12 m3 of the effluent and 3.84 kg nitrogen per day. At the same time, the greenhouses have a daily yield of 520 kg (37 g/plant) of marketable fruit.     

灌排一体化工程对地下水埋深及作物生长影响的研究综述

灌排一体化工程是提高农业水肥利用效率、减小旱涝灾害影响、提高作物产量的重要方式之一,近年来人们逐渐认识到灌溉与排水是紧密相连的两部分,对于农田灌溉排水工程的研究与相关建设也在不断增加。灌排系统从早期提高排水效率,到注重环境影响,逐渐发展为节水灌溉与新型排水技术相结合的灌排一体化工程。灌排一体化工程通过控制灌溉与排水过程,会对土壤含水率和地下水位、地下水矿化度产生一定的影响,改变作物根系土壤水分条件,从而影响作物的水分吸收和生理生长过程,合理的灌排工程可以促进作物的生长,提高产量。我国南北方灌排系统功能存在一定差异,南方以除涝防渗为主,北方则以提高抗旱能力、治理土壤盐渍化为主。同时,我国灌排系统还存在前期投入成本高、运行维护管理不完善、系统操作技术难度高等问题急需解决。未来,灌排一体化工程应朝着管网化、信息化和自动化方向发展,进一步提高田间水肥利用效率,实现灌排现代化。     

基于水分-品质响应关系的特色经济作物节水调质高效灌溉

摘要：传统的非充分灌溉理论主要基于水分生产函数考虑产量损失最小或总产量及效益最佳,较少考虑水分-品 质响应关系及其对节水效益的影响。针对此问题,本文归纳了节水调质高效灌溉的生理学、生物学和工程学基 础,探讨了水分-品质响应关系的研究进展与存在的问题。在此基础上,针对特色经济作物构建了基于水分-品质 响应关系的节水调质高效灌溉理论,提出了节水调质高效灌溉的实施思路,阐述了节水调质高效灌溉需要解决的 几个重要科学问题。以期能为充分挖掘作物生理节水潜力,大幅度提高作物水分利用效率和实现节水、丰产、优 质、高效的