水肥一體化自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)及灌溉水生產(chǎn)效率的影響

李友麗趙 倩代艷俠李銀坤曾 燁郭文忠*

（1北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心，北京 100097；2北京市大興區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 102600）

水肥一體化技術(shù)，是指將可溶性固體或液體肥料配成肥液，與灌溉水一起，通過(guò)灌溉系統(tǒng)輸送至作物根系土壤層的技術(shù)（李衛(wèi)軍 等，2016）。它可利用裝備與系統(tǒng)，依據(jù)作物的水肥需求規(guī)律，均勻、適時(shí)、適量供給作物水分和養(yǎng)分，顯著提高了水肥利用效率，增產(chǎn)效果明顯，且有效提高了勞動(dòng)效率，降低人工成本，已成為當(dāng)今世界公認(rèn)的高效節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)新技術(shù)（刑英英 等，2014；牛寅，2016）。在荷蘭、以色列等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，水肥一體化技術(shù)及配套設(shè)備成熟，已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)（Zhang et al.，2008；Neto et al.，2014；Regunath &Kadirkamanathan，2014）；我國(guó)近年來(lái)先后出臺(tái)了一系列關(guān)于農(nóng)業(yè)節(jié)水的政策，有效推動(dòng)了水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展（袁洪波 等，2014；劉自飛等，2016）。

隨著水肥一體化技術(shù)應(yīng)用面積的不斷擴(kuò)大，水肥設(shè)備的研制與應(yīng)用成為領(lǐng)域熱點(diǎn)和重點(diǎn)。從國(guó)外引進(jìn)的基于信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的精準(zhǔn)水肥調(diào)控系統(tǒng)和智能裝備，用于消化、吸收再研制，并在典型示范園區(qū)中展示應(yīng)用（袁壽其 等，2015）。同時(shí)，相關(guān)研究人員針對(duì)精準(zhǔn)施肥裝備和自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)開(kāi)展了大量工作，研制出一批灌溉施肥機(jī)。楊仁全等（2005）研制的精密施肥機(jī)，能夠精確控制肥液的EC值和pH值，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量自動(dòng)灌溉施肥；姚舟華等（2012）研制的WGF-6-12型溫室自動(dòng)灌溉施肥機(jī)和俞衛(wèi)東等（2013）研制的基于PLC的智能灌溉施肥機(jī)，均能實(shí)現(xiàn)多路營(yíng)養(yǎng)液的動(dòng)態(tài)配比；狄嬌等（2016）研發(fā)的溫室輕簡(jiǎn)式灌溉施肥機(jī)，具有較高的肥水混合精度。國(guó)外進(jìn)口的施肥機(jī)以多通道為主，主要用于連棟溫室生產(chǎn)特別是無(wú)土栽培中。我國(guó)自主研發(fā)產(chǎn)品多以硬件優(yōu)化和軟件開(kāi)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)水肥調(diào)配（營(yíng)養(yǎng)液配制）的精細(xì)控制為重點(diǎn)，少有涉及基于灌溉策略的自動(dòng)化、智能化灌溉施肥機(jī)研發(fā)；該類施肥機(jī)借鑒國(guó)外產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路，也為多通道類型，不適宜在面積小的單棟塑料大棚或日光溫室中應(yīng)用，更鮮見(jiàn)在生產(chǎn)中應(yīng)用的報(bào)道?；诖耍本┺r(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心相關(guān)團(tuán)隊(duì)針對(duì)我國(guó)塑料大棚和日光溫室設(shè)施生產(chǎn)特點(diǎn)，研發(fā)了AWF型溫室水肥一體化裝備，開(kāi)發(fā)了基于主要決策指標(biāo)（如土壤含水率）的灌溉模型的自動(dòng)管控系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)施蔬菜生產(chǎn)水肥自動(dòng)管理（李銀坤 等，2017；趙倩 等，2017）。本文擬分析該裝備與自動(dòng)管控技術(shù)在塑料大棚葉用萵苣栽培中的應(yīng)用，對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)和灌溉水生產(chǎn)效率的影響，旨在從節(jié)水、節(jié)肥、省工、增產(chǎn)、增收等方面為該裝備與技術(shù)應(yīng)用的效果和價(jià)值提供數(shù)據(jù)支持，豐富適用于我國(guó)設(shè)施生產(chǎn)的水肥一體化裝備與技術(shù)，推動(dòng)設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)肥技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016年4～9月在北京市大興區(qū)長(zhǎng)子營(yíng)鎮(zhèn)河津營(yíng)村合作社（大興區(qū)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)體系項(xiàng)目示范基地）的2棟塑料大棚中進(jìn)行。2棟塑料大棚均為南北走向，平行排列，棚間距3 m；長(zhǎng)×寬均為12 m×5 m，周邊無(wú)遮擋物，日照條件完全一致。2棟大棚土壤環(huán)境條件基本相同，東側(cè)大棚0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量23.7 g·kg-1、全氮1.35 g·kg-1、速效磷297.4 mg·kg-1、速效鉀183.4 mg·kg-1，田間持水量24.6%（體積含水量）；西側(cè)大棚0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量22.1 g·kg-1、全氮1.43 g·kg-1、速效磷326.3 mg·kg-1、速效鉀170.9 mg·kg-1，田間持水量24.0%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試葉用萵苣（Lactuca sativa L.）品種為美國(guó)大速生，共栽培3茬，第1茬于4月19日定植，5月24日收獲；第2茬7月3日定植，8月9日收獲；第3茬8月22日定植，9月24日收獲。株行距均為30 cm見(jiàn)方。第1茬定植前，撒施有機(jī)肥5 000 kg·（667 m2）-1作底肥，其他2茬定植前均撒施復(fù)合肥（N-P-K 為 15-15-15）50 kg·（667 m2）-1。

定植緩苗后，東側(cè)大棚按照基地的常規(guī)方式進(jìn)行水肥管理（對(duì)照，CK），即依據(jù)管理者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行灌溉和追肥，其中追肥是采用壓差施肥罐完成，在葉用萵苣快速生長(zhǎng)期追施1次水溶性復(fù)合肥，施用量為14 kg·（667 m2）-1。西側(cè)大棚采用AWF型水肥一體化裝備自動(dòng)管理（處理，WF），主要是根據(jù)葉用萵苣的水肥需求規(guī)律、土壤條件等，在可編程序中設(shè)定對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，包括定植日期、灌溉面積、土壤含水率和光照強(qiáng)度的灌溉閾值及灌溉液濃度（電導(dǎo)率）閾值等，再將水溶性復(fù)合肥溶解在母液桶中，選擇“自動(dòng)”，系統(tǒng)執(zhí)行基于土壤含水率管理決策的自動(dòng)程序。該過(guò)程中，利用電導(dǎo)率傳感器將灌溉液濃度調(diào)控在閾值范圍，進(jìn)行水、肥一體化管理，其中施肥量由肥液濃度和灌溉量計(jì)算得到。對(duì)照CK和處理WF均采用相同的滴灌系統(tǒng)，追施同種水溶性復(fù)合肥（N-P-K為16-6-32），且其他農(nóng)事操作保持一致。

AWF型水肥一體化裝備（李銀坤 等，2017）由控制柜體、液晶觸控屏、吸肥器、母液桶（肥液桶）、電磁閥、過(guò)濾器、攪拌泵、開(kāi)關(guān)按鈕，以及電導(dǎo)率傳感器、液位傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器等組成（圖1）。其中，土壤水分傳感器探頭布置在20 cm土層處，監(jiān)測(cè)土壤含水率（體積含水率），是主灌溉決策指標(biāo)；光照傳感器和溫濕度傳感器安裝在距地面1.5 m處，監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)光照強(qiáng)度、空氣溫度和濕度，輔助決策灌溉；電導(dǎo)率傳感器監(jiān)測(cè)灌溉液EC值，參與調(diào)控肥液和清水電磁閥的開(kāi)閉，使灌溉液濃度在設(shè)定閾值內(nèi)；流量計(jì)安裝在裝備出液管路起點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)實(shí)際灌溉量，判斷灌溉終點(diǎn)。該系統(tǒng)硬件采用模塊化設(shè)計(jì)理念，以可編程控制器（PLC）為核心，包括電源模塊、AD模擬量采集模塊、傳感器模塊和上位觸摸屏模塊（圖2）。AD模擬量采集模塊實(shí)時(shí)接收外圍光照傳感器、溫濕度傳感器、流量傳感組件和EC傳感組件的信號(hào)，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至PLC，參與內(nèi)部模型控制算法，一方面邏輯判斷是否啟動(dòng)灌溉，另一方面自動(dòng)根據(jù)本次實(shí)際灌溉量停止灌溉，同時(shí)PI算法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)灌溉液EC值；上位機(jī)在線監(jiān)控，并連接數(shù)據(jù)庫(kù)上傳環(huán)境參數(shù)和灌溉參數(shù)，供管理者查詢和下載。該裝備具有手/自動(dòng)兩種運(yùn)行模式。自動(dòng)模式下，系統(tǒng)根據(jù)PLC內(nèi)置灌溉模型（算法），通過(guò)上位機(jī)輸入的參數(shù)值，進(jìn)行水肥自動(dòng)管理，包括生育期計(jì)數(shù)、灌溉決策、灌溉液濃度調(diào)控、母液攪拌及缺肥等異常情況報(bào)警等（趙倩 等，2017）。

圖1 AWF型水肥一體化裝備

圖2 AWF型水肥一體化控制系統(tǒng)框架圖

處理WF采用基于土壤含水率的決策方法：通過(guò)人機(jī)交互上位觸摸屏模塊輸入灌溉面積S（60 m2）、土壤濕潤(rùn)比p（100%）、灌水計(jì)劃濕潤(rùn)層h（0.2 m）和水分利用系數(shù)η（0.9），灌溉啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)（10：00）和定植日期；參考大量研究結(jié)果，設(shè)定葉用萵苣對(duì)應(yīng)的土壤含水率閾值q0和q1（q0為土壤含水率上限，即田間持水量24.0%，q1為土壤含水率下限值；體積含水率）、光照強(qiáng)度閾值、灌溉液電導(dǎo)率閾值等灌溉決策參數(shù)（表1）。系統(tǒng)計(jì)算生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間（d），每10 min記錄1次、分析數(shù)據(jù)，根據(jù)灌溉量計(jì)算公式 M=p×S×h×（q0-q2）/η（q2為實(shí)測(cè)土壤含水率）（楊志剛，2011）計(jì)算和顯示理論灌溉量。每天10：00時(shí)，系統(tǒng)將各決策指標(biāo)的實(shí)測(cè)值與設(shè)定下限值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)土壤含水率測(cè)定值q2≤下限值q1，且光照強(qiáng)度測(cè)定值≥設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)灌溉，待灌溉量≥計(jì)算灌溉量時(shí)，結(jié)束本次灌溉；否則當(dāng)天不啟動(dòng)灌溉（圖3）。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

本試驗(yàn)中，AWF型水肥一體化裝備系統(tǒng)每10 min采集1次并存儲(chǔ)土壤含水率、光照強(qiáng)度、空氣溫度、空氣濕度，計(jì)算出計(jì)算灌溉量，采集并存儲(chǔ)實(shí)際灌溉量。

在對(duì)照CK和處理WF 2個(gè)大棚中，將栽培區(qū)從北到南均勻劃分成3個(gè)重復(fù)區(qū)。葉用萵苣收獲前，每重復(fù)各取5株（采用五點(diǎn)取樣法），株高（從莖基部到植株最高處的長(zhǎng)度）、開(kāi)展度（冠層最寬處）和葉片葉綠素含量（SPAD-502型葉綠素含量測(cè)定儀）在田間測(cè)定活體樣本；葉片長(zhǎng)度（葉片基部至葉尖的長(zhǎng)度）、葉片寬度（葉片最寬處的長(zhǎng)度）、葉片數(shù)和單株鮮質(zhì)量（地上部）則取樣保鮮帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。同時(shí)，取葉用萵苣地上部保鮮帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)品質(zhì)指標(biāo)（取樣方法同上），包括硝酸鹽（NY/1279-2007標(biāo)準(zhǔn)）、可溶性總糖（蒽酮比色法）、粗蛋白（凱氏定氮法）和粗纖維（堿處理法）的含量（曹建康等，2007）。收獲時(shí)分別統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)與對(duì)照大棚的總產(chǎn)量，根據(jù)當(dāng)日收購(gòu)價(jià)計(jì)算銷售金額；計(jì)算灌溉水的生產(chǎn)效率（葉用萵苣產(chǎn)量與灌溉水總量的比值，kg·m-3）。

表1 葉用萵苣的水肥管理決策參數(shù)

圖3 AWF型水肥一體化系統(tǒng)控制流程圖

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理，運(yùn)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理

處理WF中，AWF型水肥一體化裝備處于“自動(dòng)”運(yùn)行模式，系統(tǒng)根據(jù)決策算法和輸入的參數(shù)值進(jìn)行水肥自動(dòng)管理，系統(tǒng)采集、存儲(chǔ)了土壤含水率、光照強(qiáng)度、空氣溫度及濕度，并計(jì)算了灌溉量。以2016年8月1日（葉用萵苣生育后期）為例（圖4），土壤含水率先逐漸下降，在10：00時(shí)降至19.18%，10：30上升至22.11%，此后呈現(xiàn)極緩慢下降趨勢(shì)；計(jì)算灌溉量則先增大再急劇下降，然后緩慢增加，10：00時(shí)計(jì)算灌溉量達(dá)到最大值0.536 m3，10：30減少至0.266 m3；光照強(qiáng)度先上升再逐級(jí)下降至零，10：00時(shí)達(dá)到了43 625 lx；空氣溫度和濕度的變化范圍分別為15.74～34.68 ℃和28.6%～96.5%。綜上可知，上午10：00時(shí)，實(shí)測(cè)土壤含水率低于設(shè)定土壤含水率下限（19.2%），且光照強(qiáng)度大于設(shè)定下限（5 000 lx），系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)發(fā)送了“灌溉”命令，且自動(dòng)完成了灌溉操作。說(shuō)明AWF型水肥一體化裝備可較好地實(shí)現(xiàn)基于灌溉模型與算法的水肥自動(dòng)管控。

圖4 AWF型水肥一體化裝備系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)定、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（2016年8月1日）

2.2 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量（SPAD）的影響

水、肥是影響葉用萵苣生長(zhǎng)的兩個(gè)關(guān)鍵因子，科學(xué)合理的水肥管理對(duì)確保葉用萵苣長(zhǎng)勢(shì)至關(guān)重要，與葉片葉綠素含量密切相關(guān)。傳統(tǒng)栽培管理中，生產(chǎn)者認(rèn)為大水、大肥是確保葉用萵苣良好長(zhǎng)勢(shì)的關(guān)鍵之一。從表2可以看出，AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理?xiàng)l件下（WF），3茬葉用萵苣（除第3茬的株高外）的各生長(zhǎng)指標(biāo)均高于對(duì)照，其中第1茬的株高、葉片數(shù)、單株葉長(zhǎng)×葉寬的總和，第2茬的株高、開(kāi)展度及第3茬的單株鮮質(zhì)量均顯著高于對(duì)照；處理WF和對(duì)照葉綠素含量（SPAD）差異不顯著。說(shuō)明基于AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理為葉用萵苣栽培提供了良好的水肥管理制度，較好地滿足了葉用萵苣生長(zhǎng)的水分、養(yǎng)分需求，相比常規(guī)管理更有利于促進(jìn)生長(zhǎng)。

2.3 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣品質(zhì)的影響

與對(duì)照相比，基于AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理（WF）對(duì)第1茬和第3茬葉用萵苣的粗蛋白、可溶性總糖、還原型VC、粗纖維含量無(wú)顯著影響，而顯著降低了第3茬葉用萵苣的硝酸鹽含量（表3）。說(shuō)明基于AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理有利于提高葉用萵苣品質(zhì)。

表2 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量的影響

表3 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣品質(zhì)的影響

2.4 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣產(chǎn)量、灌溉量和灌溉水生產(chǎn)效率的影響

水肥管理是蔬菜生產(chǎn)管理的關(guān)鍵，直接影響著作物生長(zhǎng)發(fā)育，并最終影響產(chǎn)量形成、產(chǎn)品商品性及經(jīng)濟(jì)效益。科學(xué)合理的水肥供應(yīng)制度，可適時(shí)、適量為作物生長(zhǎng)發(fā)育提供所需的水分、養(yǎng)分，確保產(chǎn)量，降低水肥用量，提高水分利用效率。從表4可以看出，基于AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理（WF），3茬葉用萵苣的產(chǎn)量分別為 2 593.85、1 168.80、1 900.00 kg·（667 m2）-1，均高于對(duì)照，產(chǎn)量增幅分別為25.00%、54.75%、11.76%。WF處理的3茬灌溉總量和追肥量均低于對(duì)照，其中灌溉總量分別減少了23.84%、21.71%、28.91%，節(jié)水效果明顯。進(jìn)一步計(jì)算灌溉水生產(chǎn)效率，WF處理的3茬灌溉水生產(chǎn)效率分別為78.60、36.21、58.95 kg·m-3，比對(duì)照分別提高了64.13%、97.65%、57.24%。說(shuō)明基于AWF型水肥一體化裝備的水肥自動(dòng)管理較常規(guī)水肥管理合理，可以為葉用萵苣生長(zhǎng)提供更科學(xué)的水肥管理制度，滿足葉用萵苣生長(zhǎng)的水肥需求，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)和節(jié)水節(jié)肥，進(jìn)而提高了灌溉水的生產(chǎn)效益。

表4 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣產(chǎn)量、灌溉量及灌溉水生產(chǎn)效率的影響

2.5 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣栽培經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表5可以看出，每套AWF型水肥一體化裝備可管理葉用萵苣栽培的灌溉面積為667 m2，即設(shè)備成本總投入16 700元·（667 m2）-1。按照使用年限10 a計(jì)算，年折舊費(fèi)1 670元·（667 m2）-1。按照試驗(yàn)基地的生產(chǎn)茬口安排，全年共定植、收獲5茬葉用萵苣。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果估算，基于該裝備進(jìn)行葉用萵苣栽培的水肥自動(dòng)管理，可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)3 675元·（667 m2）-1， 省 工 600元·（667 m2）-1， 節(jié)肥 245 元·（667 m2）-1，節(jié)水 50 m3·（667 m2）-1，則年節(jié)本增收達(dá)2 850元·（667 m2）-1。

有幾點(diǎn)值得說(shuō)明：一是上述裝備的管理面積是限于本試驗(yàn)中所用普通配置，升級(jí)核心部件性能可擴(kuò)大管控面積，從而降低單位面積的成本投入；二是試驗(yàn)基地采用地下水灌溉沒(méi)有收取費(fèi)用，本文僅計(jì)算節(jié)水量，未能估算其經(jīng)濟(jì)效益；三是由此帶來(lái)的生態(tài)效益和社會(huì)效益很難用貨幣進(jìn)行衡量，但是該價(jià)值是可觀的。從上述分析可知，僅從增產(chǎn)、省工、節(jié)肥、節(jié)水等幾個(gè)方面產(chǎn)生的效益就很可觀，符合我國(guó)設(shè)施生產(chǎn)節(jié)水、節(jié)肥技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。

表5 水肥自動(dòng)管理對(duì)葉用萵苣栽培經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 結(jié)論與討論

水肥一體化技術(shù)是當(dāng)今世界公認(rèn)的一項(xiàng)高效節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)新技術(shù)，發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，推廣水肥一體化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。傳統(tǒng)認(rèn)知中，將可溶性肥料溶解到水里，用棍棒或機(jī)械攪拌，通過(guò)田間灌溉系統(tǒng)，隨灌溉水一起輸送至田間土壤，被作物吸收利用的技術(shù)即為水肥一體化技術(shù)。傳統(tǒng)的水肥一體化技術(shù)，水、肥供應(yīng)仍主要依靠經(jīng)驗(yàn)或采用簡(jiǎn)單時(shí)間控制，未能真正根據(jù)作物需求供應(yīng)水分和養(yǎng)分，難以突破水肥的精細(xì)化、高效化管理瓶頸。通過(guò)實(shí)時(shí)采集作物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù)和作物生育信息，構(gòu)建模型將作物生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境信息耦合，智能決策作物的水肥需求，利用配套灌溉施肥系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)水肥一體精準(zhǔn)施入，大大提高灌水和肥料的利用效率（趙春江和郭文忠，2017）。AWF型水肥一體化裝備配備了相關(guān)信息的實(shí)時(shí)采集、傳輸和寄存的傳感設(shè)備，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了分析、決策和執(zhí)行等功能；以土壤含水率為主要決策因子的決策方法耦合了作物生長(zhǎng)發(fā)育所對(duì)應(yīng)的水分需求、土壤含水率和光照強(qiáng)度等信息，該裝備的自動(dòng)管理，可實(shí)現(xiàn)適時(shí)、適量地將作物生長(zhǎng)發(fā)育所需水分和養(yǎng)分均勻輸送至其根部土壤層。本試驗(yàn)中，在該裝備系統(tǒng)控制下，根據(jù)管理決策和算法，比對(duì)設(shè)定參數(shù)值與實(shí)測(cè)值，較好地執(zhí)行了自動(dòng)管理程序，即在設(shè)定時(shí)間點(diǎn)系統(tǒng)檢測(cè)到土壤含水率q2低于設(shè)定下限q1（19.2%），且光照強(qiáng)度高于下限值（5 000 lx）時(shí)，灌溉程序啟動(dòng)執(zhí)行了灌溉指令，并在實(shí)際灌溉量達(dá)到計(jì)算灌溉量時(shí)結(jié)束本次灌溉。同時(shí)，按照計(jì)算灌溉量灌溉后，10：30土壤水分傳感器采集到灌溉后的最大土壤含水率數(shù)據(jù)為22.11%，該值低于設(shè)定的灌溉上限（24%），即灌溉后土壤含水率低于目標(biāo)值，這可能與土壤理化性狀或土壤水分傳感器性能等相關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

蔬菜栽培的水肥管理，即及時(shí)供應(yīng)（或補(bǔ)充）作物需要的（或消耗的）水分、養(yǎng)分，如供應(yīng)（補(bǔ)充）不及時(shí)或不足，會(huì)影響作物正常生長(zhǎng)；過(guò)量則導(dǎo)致水、肥資源浪費(fèi)，甚至造成土壤環(huán)境污染。與傳統(tǒng)水肥管理相比，AWF型水肥一體化裝備的自動(dòng)管理下葉用萵苣產(chǎn)量提高了11.76%～54.75%，總灌溉量降低了21.71%～28.91%，灌溉水生產(chǎn)效率增幅達(dá)57.24%～97.65%。因此認(rèn)為AWF型水肥一體化智能裝備可較好地執(zhí)行水肥自動(dòng)管理程序，其系統(tǒng)控制下基于土壤含水率灌溉策略的自動(dòng)管理，可為葉用萵苣生長(zhǎng)提供更合理的水肥管理制度，確保葉用萵苣的長(zhǎng)勢(shì)和品質(zhì)，節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)提效效果顯著。該裝備與技術(shù)的應(yīng)用符合設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)肥技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向，對(duì)推動(dòng)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)水肥一體化技術(shù)發(fā)展具有重要意義，應(yīng)用前景非?？捎^。