CN105453999A - 一种热带花卉的精准灌溉施肥系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热带花卉的精准灌溉施肥系统，包括喷灌系统和控制系统，喷灌系统包括水源，水源通过增压泵分别连接肥液配制管、施肥管和浇水管，在肥液配制管、施肥管和浇水管上分别设置主控电磁阀，肥液配制管连接供肥桶，供肥桶通过比例施肥泵与施肥管连接，施肥管和浇水管通过喷灌总管与至少一条喷灌分管连接；所述控制系统包括控制芯片、雨量传感器、温度传感器、pH值传感器和EC值传感器，控制芯片通过控制电路分别与主控电磁阀、喷灌电磁阀、增压泵连接。本发明基于热带花卉的各种生长因子，通过对各种参数的实时监控，实现水肥协同管理，符合可持续发展的生态农业方向，适宜在热带花卉的灌溉和施肥领域大规模推广应用。

Description

一种热带花卉的精准灌溉施肥系统

技术领域

本发明属农业灌溉领域，涉及一种喷灌系统，具体是一种用于热带花卉水、肥管理的精准灌溉施肥系统。

背景技术

热带花卉产业是近年来我国鼓励优先发展的现代农业。发展热带花卉产业已成为农业产业结构调整，建设社会主义新农村、带动农民脱贫致富的重要途径。不仅是促进产业经济调整、拓宽农业就业渠道、创造农业新的经济增长点，同时增强了绿化和美化环境等功能，发挥了陶冶情操、提高人们休闲娱乐的文化品位和文化内涵的效用，实现人与自然的和谐共处和良性的生态互动，生态效益明显。设施农业是发展热带花卉产业的关键要素，设施栽培技术和装备对发展优质高效热带花卉产业具有十分重要的意义。

花卉精准灌溉施肥技术是根据热带花卉的生长发育规律，编制相应程序，准时精确地供给花卉生长所需要的水分和肥料的一种系统工程技术。精准灌溉施肥技术是保障花卉品质和产量的关键，对提高花卉存活力、提升花卉品质、降低生产成本、促进花卉产业发展等方面具有重要性。在花卉产业发达的国家，花卉生产的专业化非常强，花卉精准灌溉施肥技术已经得到了普及推广运用。

我国热带地区全年高温多雨，气候炎热、雨量充沛，降雨量周年分布不均，有明显的多雨季和少雨季，少雨季节干旱常常发生。热带花卉生长对于环境条件以及水分、养分的要求较高，水分供给失衡和养分缺乏等因素都会影响热带花卉的生长，严重制约热带花卉产业的发展。目前热带花卉的灌溉和施肥方式以粗放型的浇灌和表面施肥为主，这种方式无法根据外界环境因素的变化而调整，不仅造成有限水资源的浪费，也造成肥水流失，既增加肥料的投入又污染环境。而对热带花卉而言，粗放型的浇灌和施肥方式常常造成不适当的水分和养分供给，有时甚至会出现施肥时肥水pH值、EC值等失衡导致植株严重伤害，影响热带花卉的正常生长、发育，大大降低花卉产品品质。解决这一落后现状的途径是研发热带花卉特有的精准灌溉施肥技术，这是实现我国热带花卉农业产业化发展的重要设施技术。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种热带花卉的精准灌溉施肥系统，通过对各种参数的实时监控，实现水肥协同管理。可以根据不同热带花卉品种及其不同生长阶段水分和养分需求在特定部位、特别是根部进行水分和营养成分的供给，符合可持续发展的生态农业方向，适宜在热带花卉的灌溉和施肥领域大规模推广应用。

本发明所采用的技术方案：

一种热带花卉的精准灌溉施肥系统，包括喷灌系统和控制系统，所述喷灌系统包括水源，水源通过增压泵分别连接肥液配制管、施肥管和浇水管，在肥液配制管、施肥管和浇水管上分别设置主控电磁阀，肥液配制管的另一端连接供肥桶，肥液配制管根据设置的不同配比标准对供肥桶进行注水，用于肥料母液的配制；施肥管上设有比例施肥泵，供肥桶通过比例施肥泵与施肥管连接，利用比例施肥泵可将供肥桶里已配制好的肥料母液按比例稀释混合后注入施肥管中，用于花卉施肥；施肥管和浇水管的尾端与喷灌总管连接，喷灌总管的另一端与至少一条喷灌分管连接，喷灌分管与设置在喷灌区域内的灌水器连接，在喷灌分管上设置喷灌电磁阀，可根据需要打开或关闭喷灌电磁阀，在多个不同区域内实现分循序、分时段、分批次的喷灌；所述控制系统包括控制芯片、雨量传感器、温度传感器、pH值传感器和EC值传感器，控制芯片设置施肥、浇水两种喷灌模块，用于控制喷灌区的施肥、浇水，控制芯片通过控制电路分别与主控电磁阀、喷灌电磁阀、增压泵连接，控制芯片可根据接收到的信息控制主控电磁阀、喷灌电磁阀、增压泵的工作状态；雨量传感器可监测喷灌当天的降雨信息并将其反馈到控制芯片，控制芯片根据得到的信息依据设定值调整主控电磁阀、喷灌电磁阀、增压泵的实时工作状态，实现雨天停止喷灌、延迟喷灌或缩短喷灌时间等多种方式；温度传感器可监测喷灌当天温度信息并反馈到控制芯片，控制芯片根据温度传感器检测到的温度信息依据设定值判断是否关闭喷灌系统，能有效避免低温天气时浇水造成的冻伤损失；pH值传感器、EC值传感器设置在喷灌总管上，用于检测流经喷灌总管的水体的pH值和EC值并将其反馈到控制芯片，控制芯片根据反馈的pH值和EC值信息依据设定值判断是否关闭喷灌系统，能有效避免喷灌水体不符合要求造成植株生理伤害。

所述供肥桶包括桶体，在桶体内设置水位高度传感器、搅拌装置，当肥液配制管对供肥桶进行注水到设定高度(或设定体积)时水位高度传感器将监测的信息反馈到控制芯片，控制芯片控制主控电磁阀断开肥液配制管的供水管路，以保证比例施肥泵内的肥料配制浓度达到设定值，以便后续的施肥。在肥液配制管注水后，控制芯片控制搅拌装置进行搅拌混匀。待肥料配制完成后，控制芯片控制启动施肥喷灌模块。

所述灌水器是折射雾化喷头、离心式雾化喷头或滴剑。

所述控制系统的控制芯片上设置报警装置，当控制芯片根据反馈的信息依据设定值关闭喷灌系统的同时激发报警装置报警，以便尽快通知相关工作人员。

本发明基于热带花卉的各种生长因子，通过对各种参数的实时监控，可以根据不同热带花卉品种及其不同生长阶段水分和养分需求在特定部位，特别是根部进行水分和营养成分的施放，实现水肥协同管理，具有生产效率高、成本低、用水节约、省劳力、少占耕地、推广性强等优点，同时避免了过量灌溉造成水肥流失而引起的环境污染等问题，符合可持续发展的生态农业方向，适宜在热带花卉的灌溉和施肥领域大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明供肥桶的结构示意图。

图中：1、水源；2、增压泵；3、浇水主控电磁阀；4、配液主控电磁阀；5、肥液配制管；6、供肥桶；7、施肥主控电磁阀；8、施肥管；9、浇水管；10、比例施肥泵；11、喷灌总管；12、pH值传感器；13、EC值传感器；14、雨量传感器；15、温度传感器；16、控制芯片；17、报警装置；18、喷灌分管；19、第一区喷灌电磁阀；20、第二区喷灌电磁阀；21、第三区喷灌电磁阀；22、灌水器；23、第一喷灌区；24、第二喷灌区；25、第三喷灌区；26、桶体；27、搅拌装置；28、水位高度传感器。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

本发明所提供的热带花卉的精准灌溉施肥系统是依据热带花卉生长对于环境条件以及水分、养分的要求而设计，包括喷灌系统和控制系统，如图1所示，喷灌系统包括水源1，水源通过增压泵2分别连接肥液配制管5、施肥管8和浇水管9，在肥液配制管、施肥管和浇水管上分别设置配液主控电磁阀4、施肥主控电磁阀7、浇水主控电磁阀3；肥液配制管的另一端连接供肥桶6，肥液配制管根据设置的不同配比标准对供肥桶进行注水，用于肥料母液的配制；施肥管8上设有比例施肥泵10，供肥桶6通过比例施肥泵10与施肥管8连接，利用比例施肥泵10可将供肥桶里已配制好的肥料母液按比例稀释混合后注入施肥管8中，用于花卉施肥，施肥管和浇水管的尾端与喷灌总管11连接，喷灌总管的另一端分别与三条喷灌分管18连接，三条喷灌分管18分别应用于第一喷灌区23、第二喷灌区24、第三喷灌区25，且与各个喷灌区域内的灌水器22连接(灌水器的具体类型可根据实际需要选择折射雾化喷头、离心式雾化喷头或滴剑)，三条喷灌分管18上对应于各个喷灌区分别设置第一区喷灌电磁阀19、第二区喷灌电磁阀20、第三区喷灌电磁阀21，可根据各种条件因素利用控制系统控制各个喷灌电磁阀的工作状态，实现在三个区域内实现分循序、分时段、分批次的喷灌。控制系统包括控制芯片16、雨量传感器14、温度传感器15、pH值传感器12、EC值传感器13和报警装置17，控制芯片16设置施肥、浇水两种喷灌模块，用于控制喷灌区的施肥、浇水，各种传感器分别与控制芯片连接，可将监测得到的信息反馈到控制芯片，控制芯片通过控制电路分别与配液主控电磁阀4、施肥主控电磁阀7、浇水主控电磁阀3、第一区喷灌电磁阀19、第二区喷灌电磁阀20、第三区喷灌电磁阀21、增压泵2连接，控制芯片可根据接收到的信息控制各个主控电磁阀、各个喷灌电磁阀、增压泵2的工作状态；雨量传感器14可监测喷灌当天的降水量、降水强度、降水起止时间等信息并将其反馈到控制芯片16，控制芯片根据得到的信息依据设定值调整各个主控电磁阀、各个喷灌电磁阀的实时工作状态，实现雨天停止喷灌、延迟喷灌或缩短喷灌时间等多种方式；温度传感器15可监测喷灌当天温度信息并反馈到控制芯片16，控制芯片根据温度传感器检测到的温度信息依据设定值判断是否关闭喷灌系统，能有效避免低温天气时浇水造成的冻伤损失；pH值传感器12、EC值传感器13设置在喷灌总管11上，用于检测流经喷灌总管的水体的pH值和EC值并将其反馈到控制芯片16，控制芯片根据反馈的pH值和EC值信息依据设定值判断是否关闭喷灌系统，能有效避免喷灌水体不符合质量要求造成植株生理伤害；控制芯片16还与报警装置17连接，控制芯片根据反馈的信息依据设定值关闭喷灌系统的同时激发报警装置17报警，以便尽快通知相关工作人员。

本发明所提供的供肥桶6，结构如图2所示，包括桶体26，在桶体内设置水位高度传感器28、搅拌装置27，水位高度传感器28与控制芯片16连接，当肥液配制管5对桶体26进行注水到设定高度(或设定体积)时水位高度传感器28将监测的信息反馈到控制芯片，控制芯片控制主控电磁阀断开肥液配制管的供水管路，以保证比例施肥泵内的肥料配制浓度达到设定值，以便后续的施肥。在肥液配制管注水后，控制芯片16启动搅拌装置27进行搅拌混匀。待肥料配制完成后，搅拌装置27停止工作，控制芯片启动施肥喷灌模块。

喷灌时，根据不同热带花卉的的生理特征，将其适宜生长温度、水分、pH值、EC值等通过输入器设定到控制芯片16中，然后根据需要开启施肥或浇水模式：

1、施肥模式：将称量好的肥料放入供肥桶6中，调整水位高度传感器28至配制肥料母液所需水量的位置。启动控制系统，系统控制配液主控电磁阀4控制打开肥液配制管5往供肥桶6注水，同时关闭施肥管8、浇水管9，当水位上升并触动水位高度传感器28后，系统控制关闭配液主控电磁阀4停止加水并启动搅拌装置27混匀液肥，可在系统中设置不同的时间间隔，待肥料溶解后控制系统控制施肥主控电磁阀7打开施肥管8，同时关闭肥液配制管5、浇水管9，然后启动打开相应各个喷灌区的喷灌电磁阀，启动增压泵2，开始施肥。

2、浇水模式：启动控制系统，控制系统控制浇水主控电磁阀3打开浇水管9，同时关闭肥液配制管5、施肥管8，然后启动打开相应各个喷灌区的喷灌电磁阀，启动增压泵2，开始浇水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热带花卉的精准灌溉施肥系统，其特征在于：包括喷灌系统和控制系统，所述喷灌系统包括水源，水源通过增压泵分别连接肥液配制管、施肥管和浇水管，在肥液配制管、施肥管和浇水管上分别设置主控电磁阀，肥液配制管的另一端连接供肥桶；施肥管上设有比例施肥泵，供肥桶通过比例施肥泵与施肥管连接；施肥管和浇水管的尾端与喷灌总管连接，喷灌总管的另一端与至少一条喷灌分管连接，喷灌分管与设置在喷灌区域内的灌水器连接，在喷灌分管上设置喷灌电磁阀；所述控制系统包括控制芯片、雨量传感器、温度传感器、pH值传感器和EC值传感器，控制芯片设置施肥、浇水两种喷灌模块，控制芯片通过控制电路分别与主控电磁阀、喷灌电磁阀、增压泵连接。

2.根据权利要求1所述的精准灌溉施肥系统，其特征在于：所述供肥桶包括桶体，在桶体内设置水位高度传感器、搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的精准灌溉施肥系统，其特征在于：所述灌水器是折射雾化喷头、离心式雾化喷头或滴剑。

4.根据权利要求1所述的精准灌溉施肥系统，其特征在于：所述控制系统的控制芯片上设置报警装置。