摘 要: 目前,智能灌溉控制系統(tǒng)多采用定時(shí)控制,即達(dá)到開啟時(shí)間設(shè)備工作,達(dá)到灌溉時(shí)長(zhǎng)設(shè)備停止,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化灌溉,但由于作物在不同生長(zhǎng)時(shí)期的需水量不同,灌溉控制系統(tǒng)難以生成與作物需求一致的灌溉方案。我國溫室智能灌溉技術(shù)起步較晚,還沒有大范圍應(yīng)用,已經(jīng)采用智能灌溉的地區(qū),其控制方式及控制策略也不同。以智能灌溉控制系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn),闡述了溫室智能灌溉控制系統(tǒng)的組成、問題等,并展望了其未來的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:溫室;灌溉;智能控制;控制策略;水肥一體化
中圖分類號(hào):S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-1795(2023)07-0067-06
DOI:10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.07.010
0 引言據(jù)2020 年度《中國水資源公報(bào)》顯示,2020 年全國用水總量5 812.9 億m3,其中農(nóng)業(yè)用水3 612.4 億m3,占用水總量的62.1%,化肥用量占世界的35%,但農(nóng)業(yè)化肥利用率僅30%,比發(fā)達(dá)國家低20%[1-2]。目前,我國大部分溫室依舊采用傳統(tǒng)的大水漫灌方式,并不能根據(jù)作物實(shí)際生長(zhǎng)情況實(shí)時(shí)調(diào)整供水量,不僅造成了水資源浪費(fèi),還影響了作物產(chǎn)量和質(zhì)量的提高;而大水漫灌的灌溉方式除了浪費(fèi)水資源之外,還會(huì)造成土壤板結(jié)、土地鹽堿化和肥料浪費(fèi)等。
近年來,隨著我國溫室灌溉技術(shù)的發(fā)展,部分溫室已經(jīng)形成了完整的溫室智能灌溉系統(tǒng),但在控制方式上,更多地還是采用定時(shí)控制,即“按時(shí)開,按時(shí)關(guān)”,在規(guī)定好的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行水肥灌溉。肖麗[3] 基于單片機(jī)的溫室自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,自動(dòng)灌溉系統(tǒng)以AT89C51 單片機(jī)作為溫室大棚控制系統(tǒng)的核心模塊,單片機(jī)收集濕度傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù),并進(jìn)行分析處理,通過控制繼電器的通斷控制水泵的啟停,實(shí)現(xiàn)了智能灌溉。劉穎[4] 基于Zigbee 與MSP430 單片機(jī)的溫室智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,以CC2530 無線模塊為基礎(chǔ),以MSP430F169 作為微控制器,對(duì)溫室中的基本環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集與傳輸,并提出了一種模糊灌溉控制算法,預(yù)測(cè)系統(tǒng)何時(shí)需要灌溉。這種控制方式雖然實(shí)現(xiàn)了灌溉的自動(dòng)化控制,但是依然沒有解決作物在不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)水肥需求不同的問題,達(dá)不到精準(zhǔn)化灌溉的目的。因此,研發(fā)更加智能化的溫室智能灌溉控制系統(tǒng)對(duì)于滿足作物不同時(shí)期的水肥需求、節(jié)約水資源等具有重要意義。