CN110915586A - 提高甜菜产量和糖度的结合物联网的种植方法和灌溉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的种植方法和灌溉装置，对种植甜菜土地进行开垦，耙地，翻地，起垄，在每个灌溉区每间隔10米安装一个自动滴灌装置；播种前，在0‑20cm耕层施有机肥和鸡粪，并与土壤充分混合；在甜菜不同生育期，苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期及块根糖分积累期利用自动滴灌装置滴灌，在每个生育期间隔7‑10天进行滴灌一次，同时进行田间除草；在播种后，出苗前要进行甜菜田封闭除草；收获后，对甜菜块根进行测糖测产。解决了急需在甜菜种植区域利用现有的灌溉条件结合灌溉制度，开发灌水定额和次数对甜菜生长及土壤墒情有效控制的技术的问题。本发明合理控制灌溉条件，以便提高甜菜的亩产量和含糖率。

Description

提高甜菜产量和糖度的结合物联网的种植方法和灌溉装置
技术领域
本发明涉及种植领域，具体而言涉及采用物联网技术和专用甜菜种植方法和灌溉装置，用来提高甜菜的母产和提高甜菜糖度。
背景技术
甜菜是糖料的主要原料，接近一半的糖料来源于甜菜，目前甜菜的亩产量低，甜菜的含糖低，这些都制约着糖业的发展。水资源是农业的保障，当前中国农业用水量占总用水量的60％以上，如何高效利用水资源是当下研究的热点。
甜菜属于需水量大的藜科经济作物，灌水量对甜菜产量影响显著，目前西北干旱及新疆地区利用膜下滴灌技术较为广泛，但因其成本高，环境污染严重，已逐渐被裸地滴灌所替代。甜菜裸地滴灌技术既能有效地利用天然降水又能提高灌水效率，减少水量，同时智能滴灌系统可以实时监测土壤墒情，在甜菜生育期内合理灌溉，达到实现节水目的。目前急需在甜菜种植区域利用现有的灌溉条件结合灌溉制度，开发灌水定额和次数对甜菜生长及土壤墒情有效控制的技术。
发明内容
本发明为了解决急需在甜菜种植区域利用现有的灌溉条件结合灌溉制度，开发灌水定额和次数对甜菜生长及土壤墒情有效控制的技术的问题，提供了一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法，合理控制灌溉条件，以便提高甜菜的亩产量和含糖率。
本发明提出一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法具体包括以下步骤：
第一步：对种植甜菜土地进行开垦，耙地，翻地，起垄，其中垄高20cm，宽66.5cm，在每个灌溉区每间隔10米安装一个自动滴灌装置，所述自动滴灌装置中设置有无线传感器系统；
第二步：播种前，在0-20cm耕层施有机肥和鸡粪，并与土壤充分混合；
第三步：在甜菜不同生育期，苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期及块根糖分积累期利用自动滴灌装置滴灌，在每个生育期间隔7-10天进行滴灌一次，同时进行田间除草；
第四步：在播种后，出苗前要进行甜菜田封闭除草，播后苗前喷施异丙甲草胺+草甘膦；
第五步：收获后，对甜菜块根进行测糖测产。
优选地，所述异丙甲草胺的用量为720g/升，每公顷6瓶，每瓶450g，所述草甘膦的浓度为12％，每公顷15瓶，每瓶200g/瓶。
优选地，灌溉方式使用滴灌方式，采用边缝式滴灌带。
优选地，采用甜菜精准滴灌系统，根据甜菜作物的水分需求提供适当滴灌，根据无线传感器系统监测数据，进行精准灌溉，根据甜菜作物特点、生长特点，提供灌水量。
优选地，在第二步中，监测地面向下5cm土壤温度，连续5天，温度达到10度以上，开始进行甜菜种植。
优选地，第三步中间隔7-10天进行滴灌一次为甜菜早期出苗水，提供3小时，每个滴管头出水6升水。
优选地，根据甜菜种植周期进行中耕操作，采用机械中耕，起陇，应用滴灌系统精准加水，采用水溶性除草剂，实现草苗期除草。
所述的自动灌溉装置，包括中央控制器、若干电磁阀、水源过滤器、灌溉管路网和传感器系统；所述水源过滤器与灌溉管路网连接，为其供水，所述灌溉管路网用于滴水灌溉，所述灌溉管路网上安装有若干电磁阀，所述传感器系统与中央控制器电连接，用于将检测土壤和空气的信号反馈给中央控制器，所述中央控制器接受到信号控制若干电磁阀启闭，所述中央控制器的数据通过联网在云端储备，以便通过客户端进行监测；所述灌溉管路网包括若干纵向灌溉管路和横向灌溉管路，若干纵向灌溉管路和横向灌溉管路交错铺设在种植甜菜土壤上，所述横向灌溉管路与纵向灌溉管路交错的节点处设置有电磁阀，用以控制灌溉管路网的供水灌溉情况；所述传感器系统分为空气检测传感器系统和土壤检测传感器系统，所述空气检测传感器系统安装在中央控制器的上方，所述土壤检测传感器系统设置在甜菜土壤的0-70cm土层内。
优选地，所述空气检测传感器包括空气湿度传感器、空气温度传感器、降雨量传感器和光照强度传感器，所述空气湿度传感器、空气温度传感器和光照强度传感器集成安装在中央控制器的上方，降雨量传感器在中央控制器的下方；所述土壤检测传感器系统包括土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤PH值传感器。
本发明所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的工作原理为：
该方法通过采用智慧灌溉技术实现精准灌溉的施用的方法，通过灌溉装置等设备对甜菜种植过程中进行精准灌溉技术，实现灌溉的科学性，结合物联网传感器技术，通过传感器监测实现对土壤、作物数据获取，科学合理种植，合理的田间管理方式，能较大的提高甜菜的亩产量，提高甜菜的糖度，进而能大幅提高种植糖用甜菜的经济效益。
本发明提出一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的有益效果为：
1、本发明通过科学合理的种植方式，相对于传统的种植技术，达到更加精准的种植方式，产质量得到有效提高，节约水资源，节省人工成本，同时作为制糖原料的甜菜作物，可以比传统种植方式产量提高，品质提升，降低生产成本，增强种植户经济效益，提高市场竞争力，具有显著的社会效益、经济效益和生态效益，有着良好的应用推广价值和广阔的发展空间；
2、本发明通过物联网传感器监测技术，实现对甜菜生长过程中进行精准灌溉，实现利用人工智能自动化技术实现对该装置控制管理；
3、本发明提供甜菜生长过程中全程环境监测，以便于动态调整水的用量，实现投入小，环保高，成本低的甜菜种植方式。
附图说明
图1为本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的灌溉结构示意图；
图2为本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的互联网数据显示图一；
图3为本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的互联网数据显示图二；
图4为本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的互联网数据显示图三；
图5为本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的灌溉装置的环境因子检测云数据示意图；
图6为本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的灌溉装置的土壤因子检测云数据示意图；
图中：1-中央控制器；2-电磁阀A；3-电磁阀B；4-电磁阀C；5-电磁阀D；6-电磁阀E；7-电磁阀F；8-水源过滤器；9-纵向灌溉管路；10-横向灌溉管路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-6说明本实施方式。本实施方式所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法，具体包括以下步骤：
第一步：对种植甜菜土地进行开垦，耙地，翻地，起垄，其中垄高20cm，宽66.5cm，在每个灌溉区每间隔10米安装一个自动滴灌装置，所述自动滴灌装置中设置有无线传感器系统；
第二步：播种前，在0-20cm耕层施有机肥和鸡粪，并与土壤充分混合；
第三步：在甜菜不同生育期，苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期及块根糖分积累期利用自动滴灌装置滴灌，在每个生育期间隔7-10天进行滴灌一次，同时进行田间除草；
第四步：在播种后，出苗前要进行甜菜田封闭除草，播后苗前喷施异丙甲草胺+草甘膦；
第五步：收获后，对甜菜块根进行测糖测产。
所述异丙甲草胺的用量为720g/升，每公顷6瓶，每瓶450g，所述草甘膦的浓度为12％，每公顷15瓶，每瓶200g/瓶。
灌溉方式使用滴灌方式，采用边缝式滴灌带。
采用甜菜精准滴灌系统，根据甜菜作物的水分需求提供适当滴灌，根据无线传感器系统监测数据，进行精准灌溉，根据甜菜作物特点、生长特点，提供灌水量。
在第二步中，监测地面向下5cm土壤温度，连续5天，温度达到10度以上，开始进行甜菜种植。
第三步中间隔7-10天进行滴灌一次为甜菜早期出苗水，提供3小时，每个滴管头出水6升水。
根据甜菜种植周期进行中耕操作，采用机械中耕，起陇，应用滴灌系统精准加水，采用水溶性除草剂，实现草苗期除草。
所述的自动灌溉装置，包括中央控制器1、若干电磁阀、水源过滤器8、灌溉管路网和传感器系统；
所述水源过滤器8与灌溉管路网连接，为其供水，所述灌溉管路网用于滴水灌溉，所述灌溉管路网上安装有若干电磁阀，所述传感器系统与中央控制器1电连接，用于将检测土壤和空气的信号反馈给中央控制器1，所述中央控制器1接受到信号控制若干电磁阀启闭，所述中央控制器1的数据通过联网在云端储备，以便通过客户端进行监测；
所述灌溉管路网包括若干纵向灌溉管路9和横向灌溉管路10，若干纵向灌溉管路9和横向灌溉管路10交错铺设在种植甜菜土壤上，所述横向灌溉管路10与纵向灌溉管路9交错的节点处设置有电磁阀，用以控制灌溉管路网的供水灌溉情况；
所述传感器系统分为空气检测传感器系统和土壤检测传感器系统，所述空气检测传感器系统安装在中央控制器1的上方，所述土壤检测传感器系统设置在甜菜土壤的0-70cm土层内。
所述空气检测传感器包括空气湿度传感器、空气温度传感器、降雨量传感器和光照强度传感器，所述空气湿度传感器、空气温度传感器和光照强度传感器集成安装在中央控制器1的上方，降雨量传感器在中央控制器1的下方；所述土壤检测传感器系统包括土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤PH值传感器。
所述中央控制器1的数据通过联网在云端储备，以便通过客户端进行监测。如图2-图4所示，数据联网后保存在“智慧农业云平台”，可以通过精讯云APP进行远程监控和操控，实时监测数据，方便监测，图5-图6是环境因子和土壤因子的检测云数据。
所述水源过滤器8连接水源并过滤水源中的泥沙等杂质。
所述传感器系统对甜菜种植区空气环境和土壤进行监测，反馈给中央控制器1，中央控制器1与电磁阀连接，完成控制电磁阀启关。图中电磁阀为电磁阀A2、电磁阀B3、电磁阀C4、电磁阀D5、电磁阀E6和电磁阀F7，共六个。
本发明所述的一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的精准滴灌种植方法的具体实施方式为：
(1)整地：土壤化冻层达到30公分左右，开始深旋30公分，随后耙碎整平夹肥，100公分垄距，起垄完成后镇压达到待播状态。
(2)下管播种：播种，下管位置在两行种子播线纵向中心轴线，播种深度2厘米，株距18.5公分，行距60公分。辅膜幅宽60公分。播种前7天喷施除草剂金都尔70毫升/亩+水30公斤/亩。播种时，播行要直、覆膜严实平展、采光面宽；铺膜播种机行车速度5公里/小时，匀速行驶、下种均匀、深浅一致。膜孔与种穴一致，空穴率3％以下；接行准确，误差正负3厘米。
(3)施肥：试验处理底肥为甜菜专用肥20公斤/亩，对照底肥为40公斤/亩。底肥的施肥方法是在旋耕整地时施肥，处理用的水溶肥的施肥方法是在滴灌给水时加入。如果施肥和给肥时不是相同时间时，可以利用快速法通过滴灌给肥，
(4)第一次给水：通过数据系统监测到5厘米土层温度连续5天通过5℃以后，开始放水滴灌(出苗用水)。
(5)查苗补种：第一次给水后7－10天查苗，如甜菜正在出苗时土壤板结，要滴水破除板结层或人工破除板结层，有播种穴与种子错位的要进行人工放苗，确保出苗正常。有缺苗的催芽补种。
(6)第二次给水：通过数据系统监测到干旱时，开始第二次给水，给水量为上下接滴即可。给水时结合水溶肥的施入，如果发现立枯病或地下害早可入杀菌剂或杀虫剂。
(7)第三次给水：7月10-20日数据系统监测到干旱时，开始第三次给水，给水量为上下接滴即可。给水时结合水溶肥的施入。
(8)第四次给水：8月20-30日数据系统监测到干旱时，开始第四次给水，给水量为上下接滴即可。给水时结合水溶肥的施入。
(9)苗后除草：出苗后，阔叶杂草4片叶时(包括2片子叶)，喷施甜菜安宁130毫升/亩+水25公斤/亩。间隔10天以后，甜安宁250ml+宇盖70ml兑水公斤/亩；再隔10天左右，用甜安宁150ml+安宁乙呋黄150ml+宇盖100ml兑水25公斤/亩。如有苍耳、刺菜、苣荬菜等喷一遍二氟吡啶酸30毫升/亩+水25公斤/亩。
(10)喷施杀虫剂和杀菌剂：苗出齐后，观查试验田，发现跳甲及时喷施功夫菊脂70毫升/亩；发现草地螟或甘兰夜蛾幼虫要及时喷施高效氯氰菊脂60毫升/亩；进入6月份发现叶片有零星褐斑病斑点时，开始首次喷杀菌剂苯甲丙环唑20毫升/亩，间隔7－10天后，喷施吡唑嘧菌脂20毫升/亩，以后用三苯基乙酸锡、氟哇唑等轮换喷施。另外、为了减少喷药次数，杀虫剂和杀菌剂可以同时喷施。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高甜菜产量和糖度的结合物联网的甜菜种植方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步：对种植甜菜土地进行开垦，耙地，翻地，起垄，其中垄高20cm，宽66.5cm,在每个灌溉区每间隔10米安装一个自动滴灌装置，所述自动滴灌装置中设置有无线传感器系统；
第二步：播种前，在0-20cm耕层施有机肥和鸡粪，并与土壤充分混合；
第三步：在甜菜不同生育期，苗期、叶丛快速生长期、块根糖分增长期及块根糖分积累期利用自动滴灌装置滴灌，在每个生育期间隔7-10天进行滴灌一次，同时进行田间除草；
第四步：在播种后，出苗前要进行甜菜田封闭除草，播后苗前喷施异丙甲草胺+草甘膦；
第五步：收获后，对甜菜块根进行测糖测产。
2.根据权利要求1所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的甜菜种植方法，其特征在于，所述异丙甲草胺的用量为720g/升，每公顷6瓶，每瓶450g，所述草甘膦的浓度为12％，每公顷15瓶，每瓶200g/瓶。
3.根据权利要求1所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的甜菜种植方法，其特征在于，灌溉方式使用滴灌方式，采用边缝式滴灌带。
4.根据权利要求1所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的种植方法，其特征在于，采用甜菜甜菜系统，根据甜菜作物的水分需求提供适当滴灌，根据无线传感器系统监测数据，进行精准灌溉，根据甜菜作物特点、生长特点，提供灌水量。
5.根据权利要求1所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的甜菜种植方法，其特征在于，在第二步中，监测地面向下5cm土壤温度，连续5天，温度达到10度以上，开始进行甜菜种植。
6.根据权利要求1所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的甜菜种植方法，其特征在于，第三步中间隔7-10天进行滴灌一次为甜菜早期出苗水，提供3小时，每个滴管头出水6升水。
7.根据权利要求1所述的提高甜菜产量和糖度的结合物联网的甜菜种植方法，其特征在于，根据甜菜种植周期进行中耕操作，采用机械中耕，起陇，应用滴灌系统精准加水，采用水溶性除草剂，实现草苗期除草。
8.一种如权利要求1所述的自动灌溉装置，其特征在于，包括中央控制器(1)、若干电磁阀、水源过滤器(8)、灌溉管路网和传感器系统；
所述水源过滤器(8)与灌溉管路网连接，为其供水，所述灌溉管路网用于滴水灌溉，所述灌溉管路网上安装有若干电磁阀，所述传感器系统与中央控制器(1)电连接，用于将检测土壤和空气的信号反馈给中央控制器(1)，所述中央控制器(1)接受到信号控制若干电磁阀启闭，所述中央控制器(1)的数据通过联网在云端储备，以便通过客户端进行监测；
所述灌溉管路网包括若干纵向灌溉管路(9)和横向灌溉管路(10)，若干纵向灌溉管路(9)和横向灌溉管路(10)交错铺设在种植甜菜土壤上，所述横向灌溉管路(10)与纵向灌溉管路(9)交错的节点处设置有电磁阀，用以控制灌溉管路网的供水灌溉情况；
所述传感器系统分为空气检测传感器系统和土壤检测传感器系统，所述空气检测传感器系统安装在中央控制器(1)的上方，所述土壤检测传感器系统设置在甜菜土壤的0-70cm土层内。
9.根据权利要求8所述的自动灌溉装置，其特征在于，所述空气检测传感器包括空气湿度传感器、空气温度传感器、降雨量传感器和光照强度传感器，所述空气湿度传感器、空气温度传感器和光照强度传感器集成安装在中央控制器(1)的上方，降雨量传感器在中央控制器(1)的下方；所述土壤检测传感器系统包括土壤湿度传感器、土壤温度传感器和土壤PH值传感器。
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