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大棚滴灌首部系统的安装与使用
大棚滴灌的首部系统包括：控制部件-PVC内丝球阀，施肥部件-施肥罐或者文丘里施肥器，过滤部件-网式过滤器或者叠片过滤器。
安装顺序与方法：首先安装PVC内丝球阀在最前端，然后安装施肥部件，通过铁对丝连接，然后连接过滤部件直接丝扣连接。施肥罐的安装：施肥阀上有两个小铜阀门，离水源近的为进水阀门，另一个为出水阀门。施肥罐上也有两个孔，连接上小配件，然后用施肥毛管连接施肥阀上的进水阀门和施肥罐上的一个孔，这个孔就为进水孔，进水孔的里面也要加一段施肥毛管。长度申到施肥罐的底端。然后将施肥罐的出水孔和施肥阀上的出水阀门连接好，这样就可以安装完成了。注意，施肥 系统一定安装在过滤系统之前。
使用方法：
施肥系统的使用
文丘里施肥器：将文丘里施肥器的吸肥管放在溶解好化肥的容器里，打开施肥罐的阀门，慢慢关闭文丘里施肥器的主阀门，达到一定角度（20~30度），然后肥料就通过吸肥管慢慢的吸入到滴灌系统中了。
施肥罐：将化肥放入到施肥罐中，所有部件安装好，打开施肥阀上的小铜阀门，然后慢慢关闭施肥阀上的主阀门。这样滴灌水就慢慢流入到施肥罐中，把肥料溶解后带入到滴灌中了。
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基于PLC控制技术的农业自动灌溉系统设计
摘要：
水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平的1/4，居世界第109位。而且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少；夏秋多，冬春少；占国土面积50%以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20%左右。
近年来，随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。按现状用水量统计，全国中等干旱年缺水358亿立方米，其中农业灌溉缺水300亿立方米。20世纪90年代以来，我国农业年均受旱面积达2000万公顷以上，全国660多个城市中有一半以上发生水危机，北方河流断流的问题日益突出，缺水已从北方蔓延到南方的许多地区。由于地表水资源不足导致地下水超采，全国区域性从地下水降落漏斗面积已达8.2万平方公里。
发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50%左右。目前，我国农业用水比重已从1980年的88%下降到目前的70%左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高，开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力，但主要集中在西南地区。
我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43%，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70%~80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。
本次设计是采用PLC控制多路不同的土壤湿度，浇灌的开启和停止完全由土壤的湿度信号控制，能使土壤的湿度值保持在作物生长所需要的最佳范围之内。这样既有利于作物的生长，又能节约宝贵的水资源。
1、自动浇灌系统简介
系统采用自行研制的湿度传感器监测土壤的湿度情况，当土壤湿度低于所要求的值后，自动开启水泵电机和电磁阀，对该土壤浇水，当湿度达到所要求的值后，停止浇水。
为满足不同作物或同种作物在不同生长期对土壤湿度要求的不同，本系统采用PLC多路控制，在PLC的程序中设定相应的比较值（上下限） ，以便每一路均可设定不同的湿度控制范围。工作中把传感器的当前信号与程序的设定值进行比较，根据比较的结果决定土壤是否需要浇水，若当前信号达到设定的下限值，则开启浇灌系统对作物进行灌溉；当土壤湿度达到设定的上限值，则关闭浇灌系统。
2、电气原理
图1中输入电压是AC220V。空气开关选用DC47-60C5。是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的开关。KHDY1开关电源具有两路输出，一路是DC24V，为PCL供电；另一路是DC5V，为湿度传感器电路和水位自动控制电路提供电源。KHDY2开关电源输出DC24V，为电磁阀和继电器提供电源，两个开关电源均为50W。
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水肥一体化在中国为什么推行如此举步维艰？
“水肥一体化”是把灌溉和施肥于一体的农业技术，借助压力原理，将可溶性固体或液体肥料，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。
水肥一体化的优势明显，毋庸置疑。
1、节水还省力
水肥一体化是采用滴灌的技术来实施灌溉，自然比大水漫灌的方式节水，通常可节水30%~40%。而且不用人工去灌溉，管好阀门和电源就好了。
2、减少农药使用量，增加化肥的利用率
很多病害是土传病害，随流水传播，采用滴灌可以直接有效的控制土传病害的发生。滴灌能降低棚内的湿度，减轻病害的发生。大幅度地提高了肥料的利用率，精确施肥。
3、提高作物品质，改善土壤
病虫害减少，又精确施肥，自然品质就提升，另外降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤微生物的活性增强，这样可以减少养分的流失。
可是水肥一体化优势如此明显，为什么却在中国推广如此缓慢呢？1974年，我国就引进微灌技术，可以说我们国家对于改变落后的生产方式是十分重视的，但是四十几年过去了，中国在这一方面依然举步维艰。这是为什么呢？
一、成本问题是最重要的一个原因
水肥一体化需要通过管道和滴头形成滴灌，成本包括水泵、过滤器、管道、阀门、施工费用（管道埋设的土方和沉淀池等），现场条件不同、材料档次不同投资自然不等。一般一亩投资范围在1000~3000。具体要根据作物的株距和行距用料来决定。可是你种植的作物每年收益又有多少，如果国家不给补贴，以家庭种植为主的农民是用不起滴灌的，更不用说买水肥一体设施了。
二、水溶肥不配套，设施对肥料要求高
国内的一些种植大户使用这一技术，主要是采用从以色列进口的设备，这些设备都对水溶肥的要求高，但是国内的水溶肥品质单一，由于有的添加剂过多，溶解后悬浮物多，极易造成滴头堵塞，选用进口水溶肥价格又居高不下，因而对于大户来说，选择与滴灌设施配套的水溶肥处于两难。
三、农村劳动力不足、农技人员少
铺设管道、建设沉淀池、施工都需要人力物力去支持，但是随着农村劳动力短缺，他们不愿意回到农村，施工和维护成了一大问题。另外如果出现问题，没有专门的农技人员去解决，也是一个问题。
四、水溶肥起步晚、技术落后
我国水肥一体化刚刚起步，与以色列滴灌节水技术还有一定的差距。水溶肥生产技术落后、原材料供应没有保证、配套设施不同步，使用期短、水溶肥产品质量良莠不齐、技术服务力量比较薄弱、水溶肥价格奇高。
五、土地流转加快，流转时间短
中国正在加大力度让土地流转加快，为了适应现代化农业发展这是有必要的，但是中国具有其特殊性，土地的租金变化快使得种植户只能租到短期的土地，如果采用水肥一体化的技术，就大大增加了成本，短期内就要拆除谁还敢用。
中国与以色列国情不同，发展的方式自然是不一样的，探寻一条适合中国国情的水肥一体化还需要很长的路要走。
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水肥一体化技术惠及全国并带来可观经济效益
一、现代农业设施技术——水肥一体化
水肥一体化技术是一项现代农业设施技术，其核心是通过滴灌设施，将水、肥及土壤用药直接送达作物的有效根部，从而实现省水、省肥、省工、高效的目的。特别是全地埋式滴灌的引进应用，水肥一体化技术更趋于完善。
1、省水：省水是滴灌技术的基本理念，通过滴灌设施，增加用水次数，减少每次用水数量，根据不同作物和不同生长时期，每次用水量3~10方，仅为沟灌或大水漫灌的10~50分之一，总体用水量仅为沟灌或大水漫灌4~5分之一。
2、省肥：全地埋式滴灌不仅能灌水，而且可施肥，使肥均匀直达作物根部，集中有效施肥，减少了肥料的随水流失、挥发、被土壤固定等损失。
3、肥水均匀：全地埋式滴灌实现了每个滴孔出水均匀，通过该项设施供水、供肥，不仅使整块土地同时均匀得到水、肥，而且能做到按作物需要想什么时间施肥、施多少肥都由你轻松控制。
4、减少田间杂草：由于全地埋式滴灌是埋在土壤中，在雨水来以前，表土干燥，不易滋生杂草。
5、减少病害，减少田间用药：多数病害是因田间湿度过大，水肥一体化技术的应用有效控制了田间湿度，减少了病害的发生，土传病害也能得到有效控制。
6、防止土壤板结：常规灌溉由于水流重力、冲击力，频繁的田间作业，以及水多水少造成微生物特别是好氧性微生物减少等原因，往往使土壤板结，影响农作物生长，水肥一体化技术则是解决这些问题的途径。
7、省工：水肥一体化技术不需再单独花时间灌水、施肥，减少了施药、除草、中耕，大大节约了工时。
8、省成本：省水、省肥、省药、省工，减少了生产成本，提高了生产效益。增加的设施成本，1至3季生产可收回，设施则可多年使用。
9、促进生长，高效生产：除水稻及一些水生作物，大部分作物会因为土壤中的水分多了或少了而影响生长，滴灌则能使作物根部水分始终保持在作物生长需水的最佳状态，使作物在整个生长周期保持持续、旺盛的生长发育，奠定了丰产、优质的基础。
二、促进作物节省提高经济效益
1、节水：可减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率。在露天条件下，微灌施肥与大水漫灌相比，节水率达50%左右。保护地栽培条件下，滴灌施肥与畦灌相比，每亩大棚一季节水80-120立方米，节水率为30%~40%。
2、节肥：实现了平衡施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，具有施肥简便、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。在作物产量相近或相同的情况下，水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%~50%。
3、改善微生态环境：保护地栽培采用水肥一体化设备，一是明显降低了棚内空气湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比，空气湿度可降低8.5~15个百分点。二是保持棚内温度。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了通风降湿而降低棚内温度的次数，棚内温度一般高2~4℃，有利于作物生长。三是增强微生物活性。滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高2.7℃，有利于增强土壤微生物活性，促进作物对养分的吸收。四是有利于改善土壤物理性质。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结，土壤容重降低，孔隙度增加，减少土壤养分流失，减少地下水的污染。
4、减轻病虫害发生：空气湿度的降低，在很大程度上抑制了作物病害的发生，减少了农药的投入和防治病害的劳力投入，微灌施肥每亩农药用量减少15%~30%，节省劳力15~20个。
5、增加产量，改善品质：可促进作物产量提高和产品质量的改善，果园一般增产15%~24%，设施栽培增产17%~28%。
6、提高经济效益：水肥一体化设备经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。果园一般亩节省投入300~400元，增产增收300~600元；设施栽培一般亩节省投入400~700元，其中，节水电85~130元，节肥130~250元，节农药80~100元，节省劳动力150~200元，增产增收1000~2400元。
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新农村建设“智能水肥一体化”，一个阀门田间管理都搞定
坐在“办公室”种田？真的可以吗？
水肥一体化系统，这个词乍一听上去让人感觉特别专业，其实简单理解起来，就是帮你浇水、施肥的一套设备。直到现在很多人都不相信，一台机器真能帮你做好田间管理吗？
水肥一体化系统之所以能做到智能，很大程度上取决于它在土里埋着的两样东西，一个是管道，一个是传感器。这些管道的作用很直接，就是把水和肥料输送给农作物，而这传感器的作用就不一样了，它可以测试土壤里缺多少水，缺哪种肥料。每天，传感器会自己在土壤深处搜集资料，之后把自己整理的数据传输到操作间的电脑里。根据这些数字，田地旁边的施肥机会自己分析，并且自动配比出合适的化肥用药比例。
一般来说水肥一体化系统是和浅埋滴灌系统配合使用的。所谓浅埋滴灌，就是把水管埋在土里，这样一来，从水管的管壁里渗出的水就能直接灌进植物的根系。这种灌溉方法有什么好呢？显而易见，那就是节水、省水。然而，当浅埋滴灌配合水肥一体化系统使用的时候，节水效果就会更好。因为系统里的传感器能够精确测算出一块耕地所需的水肥用量，直接摒弃掉以前浪费的传统种植习惯。
科学用水，精准施肥，不仅对环境有所帮助，对于老百姓的食品安全也有很大意义。不过，对于劳动在田间地头的农民，它最大的贡献还是解放了种植者的双手。
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施肥罐的使用和特点
通过节水灌溉系统施肥需要一定的施肥设备，常用的施肥设备主要有施肥罐、文丘里施肥器、施肥泵、施肥机等。下面对施肥罐的使用和特点作一介绍。先来看几张图片了解一下：
施肥罐是节水灌溉系统中过滤施肥必备产品，也叫压差是施肥罐，使用范围非常广泛，施肥罐型号分为：15L、25L、100L、150L不等。施肥罐在许多发达国家的果园中随处可见，我国在大棚蔬菜生产中也广泛应用。施肥罐一般由储液罐（化肥罐）、进水管、供肥管、调压阀等组成。施肥罐的两根细管（旁通管）与主管道相连接，在主管道上两条细管接点之间设置一个节制阀（球阀或闸阀）以产生一个较小的压力差（1～2m水压），使一部分水流流入施肥罐，进水管直达罐底，水溶解罐中肥料后，肥料溶液由另一根细管进入主管道，将肥料带到作物根区，其工作原理是在输水管上的两点形成压力差，并利用这个压力差，将肥料注入灌溉系统。
施肥罐的使用：
1、按照所灌溉施肥农作物的具体面积或作物株数 （如果树）计算好当次施肥的数量。称好或量好每个轮灌区的肥料。
2、用两根各配一个阀门的管子将旁通管与主管接通，为便于移动，每根管子上可配用快速接头，方便使用。
3、将液体肥直接倒入施肥罐，若用固体肥料，则应先将肥料溶解并通过滤网注入施肥罐。在使用容积较小的罐时，可以将固体肥直接投入施肥罐，使肥料在灌溉过程中溶解，但需要5倍以上的水量以确保所有肥料被用完。
4、注完肥料溶液后，扣紧罐盖。
5、检查旁通管的进出口阀均关闭而截止阀打开，然后打开主管道截止阀。
6、打开旁通管进出口阀，然后慢慢地关闭截止阀同时注意观察压力表到所需的压差（1-3m水压）。
7、对于有条件的用户，可以用电导率仪测定施肥所需时间。否则用AmosTeitch的经验公式估计施肥时间。施肥完后关闭施肥罐的进出口阀门。
8、再施下一罐肥时，事先必须排掉罐内的积水。在施肥罐进水口处应安装一个1/2″(1″=1in=2.54cm下同)的真空排除阀或1/2″的球阀。打开罐底的排水开关前，应先打开真空排除阀或球阀，否则水排不出去
施肥罐的特点：
1、省肥：使用大容积施肥罐，可节约化肥40%以上，农作物产量不减，实现增产增量的目的。
2、省力：不用弯腰，不用刨土，化肥就能施到庄稼根下的土壤里。
3、省工：一个人用大容积施肥罐施肥比 4个人刨坑施肥还要快。一天可施4亩地，减少劳动力投入。
4、损伤地膜最小：铺地膜后，刨坑放肥最少要破坏10平方厘米以上的地膜，而大容积施肥罐只损伤2平方厘米地膜。
5、可减少刨坑对庄稼根系的损伤：庄稼的根系损伤小了，增产是肯定的。
6、使施肥量达到均匀一致，施肥深度一致，施肥距离基本保持一致，这对庄稼的生长非常有利，增产同样是肯定的。
7、可以提前追肥：使用大容积施肥罐，庄稼定苗后，就可以把化肥放入庄稼根部土壤中。
8、可以减少土壤板结：因为化肥施入庄稼根部以下土壤恰当的位置，被庄稼充分吸收土壤里残留化肥很少，减少对环境的污染，土壤不易变硬、板结。
