梨樹是高大的落葉喬木，與蘋果樹有很多相似之處。比蘋果樹更加高大、強健、壽命長，有更強的干性、層性，也容易早期成花結(jié)果和連續(xù)結(jié)果。頂端優(yōu)勢十分明顯，容易形成上強下弱和結(jié)果部位外移。萌芽率高，成枝力弱。因此，伸大枝多，分叉大枝少，樹冠常常顯得較稀疏。根系主根發(fā)達，分布更深，層性更加明顯。幼樹枝條更加直立，往往抱頭生長。但剛定值的幼苗，根系傷口恢復(fù)慢，分根少，緩苗期長，加之修剪上多用輕剪長放，使早期的樹冠生長較慢。大老樹上部的枝條仍然直立旺長，但下部的枝條生長力很弱，往往形成短果枝群，果農(nóng)叫“雞爪枝”，也常有葉叢枝枯死，形成光禿帶。潛伏芽多，壽命長，易萌發(fā)，利于老弱枝更新復(fù)壯。

二、枝芽特性

梨樹的枝比較脆硬，大枝開角或結(jié)果過多容易劈裂和折傷。枝條按長短分類及標準大體與蘋果樹相同，有葉叢枝（＜0.5厘米=短枝（0.5~5.0厘米）、中枝（5~15厘米）、長枝（15~30厘米）和旺枝（＞30厘米）。多數(shù)以短枝和頂花芽結(jié)果為主，少數(shù)品種有中長枝和腋花芽結(jié)果。從樹齡上說，幼樹有中、長果枝、大老樹則很少見。

花芽為混合芽，以頂花芽結(jié)果為主，腋花芽多數(shù)結(jié)果不如頂花芽好?；ㄑ勘热~芽的形態(tài)明顯肥大，很容易辨認?；ㄑ啃纬杀忍O果樹容易，且在時期上稍早而集中，多數(shù)在6~7月形成，第二年春開花結(jié)果。短梢一般都沒有腋芽，宜疏宜養(yǎng)不宜截。中、長梢基部3~5節(jié)為盲節(jié)，不宜重短截，但基部兩側(cè)多有副芽。副芽一般暫不萌發(fā)而形成潛伏芽。潛伏芽壽命長，受刺激易萌發(fā)，利于老枝更新。所以梨樹的枝芽特性除萌芽率高、成枝力弱和頂端優(yōu)勢十分明顯以外，還有兩個重要特點：一是枝條基部癟芽少，副芽多；二是潛伏芽多數(shù)是由副芽轉(zhuǎn)化而來，側(cè)芽形成的潛伏芽較少。

三、生長結(jié)果習性

梨樹在春季是先展葉，后開花。但與蘋果不同的是在同一花序內(nèi)邊花比中心花先開，而且結(jié)果也較好。梨樹的長梢多為春、夏梢組成，很少有秋梢。春夏梢上的芽都很充實，萌發(fā)率也很高，只是春梢上的芽夾角較大，夏梢上的芽夾角較小，這些特征在修剪時應(yīng)注意利用。新梢上的葉片在幼嫩時無光澤，當面積長到大停止生長后才呈現(xiàn)出油光發(fā)亮，此時成為亮葉期。

亮葉期表面全年85%的葉量已經(jīng)形成，樹體的營養(yǎng)由消耗轉(zhuǎn)向中、短枝頂芽開始花芽分化。梨樹除特殊情況外，一般很少發(fā)生二次枝。枝條的頂端優(yōu)勢和垂直優(yōu)勢很強，同一母枝上的單枝間生長差異較大。直上的枝短截后，由上向下發(fā)枝越來越短，很少有競爭枝，若不剪截進行緩放時頂芽是單條延伸，很少發(fā)生分枝。彎曲的平、斜枝多在彎曲的高處發(fā)長枝，在頂端和背上發(fā)較長枝，其他部位發(fā)中、短枝。梨樹的枝條萌芽率高，成枝力弱，容易形成中短枝，特別是枝條在前期生長快，停長早，頂、側(cè)芽都較飽滿充實，利于成花結(jié)果。所以，梨樹只要肥水充足和輕剪多放，就容易早果豐產(chǎn)。

梨樹有花粉直感現(xiàn)象，授粉品種不會使果實的形狀和品質(zhì)發(fā)生變化。長、短枝之間分化明顯，轉(zhuǎn)化力弱。枝干下部的結(jié)果枝很易衰弱形成短果枝群，其枝齡超過6年后若不及時更新復(fù)壯，結(jié)果能力很快下降。結(jié)果枝在開花結(jié)果的同時，果臺多能萌發(fā)副梢，當年成花，下年連續(xù)結(jié)果。果臺復(fù)梢的多少和長短因品種不同而異，多數(shù)品種易形成“雞爪”式的短果枝群。梨樹的落花落果有落花重、落果輕的特點，而且后期落果較少。

滴灌系統(tǒng)中滴灌灌水器要符合以下的原則：

1、灌水器的出水量大小要適合作物需要。例如：果樹林木灌溉一般需要較大的水量，因此選用紊流器作為滴灌灌水器，蔬菜瓜果一般用滴灌帶或滴灌管。

2、滴灌灌水器的灌溉方式要適合作物需要。例如：黃瓜，西紅柿等作物灌溉一般使用膜下滴灌帶，膜下滴灌管灌溉以減少空氣濕度，降低發(fā)病率?；ɑ?、育苗、菌類一般采用微噴頭或微噴帶，增加空氣濕度，促進作物生長。

3、滴灌灌水器的選擇要遵循經(jīng)濟適用，科學合理，操作簡單，管理方便的原則。例如：在滴灌系統(tǒng)中滴灌帶灌溉造價最低，且運輸方便，易于安裝鋪設(shè)；滴灌管造價較高，但使用年限久，平均造價低；壓力補償式滴頭可操作性好，使用可靠，但施工安裝復(fù)雜，人工費用高；滴箭簡單方便，性能可靠，但是適用范圍有限，在盆栽花卉景觀中應(yīng)用廣泛；紊流器對地形適用性好，規(guī)格齊全，成本低廉，但安裝復(fù)雜。

作為微滴灌系統(tǒng)中最常用的滴灌灌水器；滴灌帶與滴灌管各有其優(yōu)點與不足，滴灌帶造價低，使用壽命短，適合短期種植；滴灌管價格高，使用壽命長，性價比更高。其中，內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，內(nèi)鑲圓柱式滴灌管是最受農(nóng)戶歡迎的滴灌產(chǎn)品。在使用的過程中，滴灌帶與滴灌管經(jīng)常和施肥系統(tǒng)（由施肥罐，施肥閥或文丘里施肥器組成），過濾設(shè)備（網(wǎng)式過濾器，疊片式過濾器，網(wǎng)式離心過濾器，砂石過濾器組成）配合地膜覆蓋技術(shù)對作物進行膜下施肥與膜下滴灌，由于所有的灌溉水都通過PE管材與PE管件組成的各級滴灌管網(wǎng)輸送，所以可以做到零損失，零蒸發(fā)，同時降低作物附近的空氣濕度，提高地表溫度，從而減少病蟲害，增產(chǎn)增收。

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水肥一體化，就是先將肥料兌水溶解，再加入管道灌溉系統(tǒng)，在灌溉的同時將肥料輸送到作物根部，適時適量滿足作物水肥需求的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)。與傳統(tǒng)模式相比，水肥一體化實現(xiàn)了6個轉(zhuǎn)變，即渠道輸水向管道輸水轉(zhuǎn)變、澆地向澆莊稼轉(zhuǎn)變、土壤施肥向作物施肥轉(zhuǎn)變、水肥分開向水肥一體轉(zhuǎn)變、單一管理向綜合管理轉(zhuǎn)變、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，因此，有專家指出，水肥一體化技術(shù)是發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重大技術(shù)，更是建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的“一號技術(shù)”。

1、水肥一體化是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略選擇

2010年11月22日，韓長賦部長在人民日報發(fā)表《加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)》的署名文章，指出發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要堅持把提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力作為主攻方向；堅持把調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)作為提高質(zhì)量和效益的根本途徑；要加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式；要不斷提高農(nóng)業(yè)標準化、專業(yè)化、規(guī)模化和集約化水平。大力發(fā)展水肥一體化，能很好地滿足以上發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求。

（1）發(fā)展水肥一體化有利于加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式

要以僅占世界9%的耕地、6%的淡水資源生產(chǎn)出占世界25%的農(nóng)產(chǎn)品，養(yǎng)活了21%的人口，因此，缺水比缺地更加嚴峻。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水資源消耗巨大，農(nóng)業(yè)灌溉用水約3600億m，占總用水量的60%左右，每年缺口達300億m以上。同時，我國化肥年用量超過5400萬（折純），居世界首位，利用率平均只有30%左右，低于發(fā)達國家20個百分點以上。因此，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)首先要轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，努力提高水肥資源利用效率，變資源消耗型農(nóng)業(yè)為資源高效型農(nóng)業(yè)，才能突破水肥資源約束，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)多年大面積示范結(jié)果，在玉米、小麥、馬鈴薯、棉花等大田作物和設(shè)施蔬菜、果園上應(yīng)用水肥一體化技術(shù)可節(jié)約用水40%以上，節(jié)約肥料20%以上，大幅度提高肥料利用率。

（2）發(fā)展水肥一體化有利于提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力

水資源總量不足，節(jié)水農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，水資源利用效率不高，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，尤其是糧食生產(chǎn)的主要制約因素。目前，灌溉水平均水分生產(chǎn)效率約1kg/m，低于發(fā)達國家水平50%以上，相當于在水資源上浪費了一半的糧食生產(chǎn)能力。據(jù)近年大面積示范表明，在玉米、小麥、馬鈴薯等作物上采用膜下滴灌水肥一體化技術(shù)，水分生產(chǎn)效率可以提高到2kg/m以上，糧食單產(chǎn)大幅提高20%~50%，最高增產(chǎn)1倍。如在吉林玉米每667㎡增產(chǎn)300kg，內(nèi)蒙古馬鈴薯每667㎡增產(chǎn)1500kg，新疆春小麥每667㎡增產(chǎn)150kg，西北棉花每667㎡增產(chǎn)（籽棉）30kg，在華北蔬菜每667㎡增產(chǎn)500kg，果樹每667㎡增產(chǎn)200kg。

尤其近兩年水肥一體化技術(shù)在冬小麥上取得突破，2009傳播開始連續(xù)兩年在河北冬小麥上示范水肥一體化技術(shù)，在灌溉水量少一半的情況下，普遍增產(chǎn)20%以上，每667㎡產(chǎn)量由550kg增加到700kg，刷新了河北省高產(chǎn)歷史記錄。據(jù)專家測算，如果應(yīng)用膜下滴灌水肥一體化技術(shù)，合理利用好現(xiàn)有的水資源，解決好水的問題，三江平原可新增糧食生產(chǎn)能力達175億kg，新疆北部可新增100億kg，東北西部可新增30億kg以上?？梢姡罅Πl(fā)展水肥一體化技術(shù)，解決水資源瓶頸問題，對于提高糧食綜合生產(chǎn)能力，保障國家糧食安全意義重大。

（3）發(fā)展水肥一體化有利于提高農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)能力

隨著全球氣候變化，農(nóng)業(yè)旱災(zāi)發(fā)生頻率不斷增加，受災(zāi)面積呈擴大趨勢，災(zāi)害損失逐年加重。近10年來，全國平均每年旱災(zāi)發(fā)生面積0.2億~0.27億h㎡，比20世紀50年代的0.1億h㎡增加了兩倍以上，平均每年成災(zāi)面積0.13億h㎡，絕收近333.3萬h㎡，因旱損失糧食500億kg以上，占因氣象災(zāi)害損失糧食的56%。2006年我國經(jīng)歷了川渝大旱，全年損失糧食224.5億kg；2007年東北地區(qū)發(fā)生夏伏旱，全年損失糧食333.5億kg；2009年華北地區(qū)春旱、東北地區(qū)夏伏旱，全年損失糧食333億kg；2010年，西南地區(qū)又遭遇了百年一遇的特大干旱。干旱發(fā)生的頻率在增加，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響在加重。大力發(fā)展水肥一體化，用現(xiàn)代節(jié)水灌溉設(shè)備裝備農(nóng)業(yè)，以現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)灌溉水量可以大幅度擴大灌溉面積，可擴大灌溉面積0.2億~0.27億h㎡，有效提高農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)能力。

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水是一切生命過程中不可替代的基本要素，水資源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。我國是世界上13個貧水國之一，人均水資源占有量2300立方米，只有世界人均水平的1/4，居世界第109位。而且時空分布很不均勻，南多北少，東多西少；夏秋多，冬春少；占國土面積50%以上的華北、西北、東北地區(qū)的水資源量僅占全國總量的20%左右。

近年來，隨著人口增加、經(jīng)濟發(fā)展和城市化水平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳，農(nóng)業(yè)干旱缺水和水資源短缺已成為我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要制約因素，而且加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。按現(xiàn)狀用水量統(tǒng)計，全國中等干旱年缺水358億立方米，其中農(nóng)業(yè)灌溉缺水300億立方米。20世紀90年代以來，我國農(nóng)業(yè)年均受旱面積達2000萬公頃以上，全國660多個城市中有一半以上發(fā)生水危機，北方河流斷流的問題日益突出，缺水已從北方蔓延到南方的許多地區(qū)。由于地表水資源不足導致地下水超采，全國區(qū)域性從地下水降落漏斗面積已達8.2萬平方公里。

發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)用水比重一般為總用水量的50%左右。目前，我國農(nóng)業(yè)用水比重已從1980年的88%下降到目前的70%左右，今后還會繼續(xù)下降，農(nóng)業(yè)干旱缺水的局面不可逆轉(zhuǎn)。北方地區(qū)水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)很高，開源的潛力不大。南方還有一些開發(fā)潛力，但主要集中在西南地區(qū)。

我國農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在。目前全國灌溉水利用率約為43%，單方水糧食生產(chǎn)率只有10公斤左右，大大低于發(fā)達國家灌溉水利用率70%~80%、單方水糧食生產(chǎn)率2.0公斤以上的水平。通過采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)改造傳統(tǒng)灌溉農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)適時適量的“精細灌溉”，具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。在灌溉系統(tǒng)合理地推廣自動化控制，不僅可以提高資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本。

本次設(shè)計是采用PLC控制多路不同的土壤濕度，澆灌的開啟和停止完全由土壤的濕度信號控制，能使土壤的濕度值保持在作物生長所需要的最佳范圍之內(nèi)。這樣既有利于作物的生長，又能節(jié)約寶貴的水資源。

1、自動澆灌系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)采用自行研制的濕度傳感器監(jiān)測土壤的濕度情況，當土壤濕度低于所要求的值后，自動開啟水泵電機和電磁閥，對該土壤澆水，當濕度達到所要求的值后，停止?jié)菜?/p>

為滿足不同作物或同種作物在不同生長期對土壤濕度要求的不同，本系統(tǒng)采用PLC多路控制，在PLC的程序中設(shè)定相應(yīng)的比較值（上下限） ，以便每一路均可設(shè)定不同的濕度控制范圍。工作中把傳感器的當前信號與程序的設(shè)定值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果決定土壤是否需要澆水，若當前信號達到設(shè)定的下限值，則開啟澆灌系統(tǒng)對作物進行灌溉；當土壤濕度達到設(shè)定的上限值，則關(guān)閉澆灌系統(tǒng)。

2、電氣原理

圖1中輸入電壓是AC220V。空氣開關(guān)選用DC47-60C5。是一種既有手動開關(guān)作用又能自動進行欠電壓、失電壓、過載和短路保護的開關(guān)。KHDY1開關(guān)電源具有兩路輸出，一路是DC24V，為PCL供電；另一路是DC5V，為濕度傳感器電路和水位自動控制電路提供電源。KHDY2開關(guān)電源輸出DC24V，為電磁閥和繼電器提供電源，兩個開關(guān)電源均為50W。

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水肥一體化的優(yōu)勢明顯，毋庸置疑。

1、節(jié)水還省力

水肥一體化是采用滴灌的技術(shù)來實施灌溉，自然比大水漫灌的方式節(jié)水，通常可節(jié)水30%~40%。而且不用人工去灌溉，管好閥門和電源就好了。

2、減少農(nóng)藥使用量，增加化肥的利用率

很多病害是土傳病害，隨流水傳播，采用滴灌可以直接有效的控制土傳病害的發(fā)生。滴灌能降低棚內(nèi)的濕度，減輕病害的發(fā)生。大幅度地提高了肥料的利用率，精確施肥。

3、提高作物品質(zhì)，改善土壤

病蟲害減少，又精確施肥，自然品質(zhì)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強，這樣可以減少養(yǎng)分的流失。

可是水肥一體化優(yōu)勢如此明顯，為什么卻在中國推廣如此緩慢呢？1974年，我國就引進微灌技術(shù)，可以說我們國家對于改變落后的生產(chǎn)方式是十分重視的，但是四十幾年過去了，中國在這一方面依然舉步維艱。這是為什么呢？

一、成本問題是最重要的一個原因

水肥一體化需要通過管道和滴頭形成滴灌，成本包括水泵、過濾器、管道、閥門、施工費用（管道埋設(shè)的土方和沉淀池等），現(xiàn)場條件不同、材料檔次不同投資自然不等。一般一畝投資范圍在1000~3000。具體要根據(jù)作物的株距和行距用料來決定?？墒悄惴N植的作物每年收益又有多少，如果國家不給補貼，以家庭種植為主的農(nóng)民是用不起滴灌的，更不用說買水肥一體設(shè)施了。

二、水溶肥不配套，設(shè)施對肥料要求高

國內(nèi)的一些種植大戶使用這一技術(shù)，主要是采用從以色列進口的設(shè)備，這些設(shè)備都對水溶肥的要求高，但是國內(nèi)的水溶肥品質(zhì)單一，由于有的添加劑過多，溶解后懸浮物多，極易造成滴頭堵塞，選用進口水溶肥價格又居高不下，因而對于大戶來說，選擇與滴灌設(shè)施配套的水溶肥處于兩難。

三、農(nóng)村勞動力不足、農(nóng)技人員少

鋪設(shè)管道、建設(shè)沉淀池、施工都需要人力物力去支持，但是隨著農(nóng)村勞動力短缺，他們不愿意回到農(nóng)村，施工和維護成了一大問題。另外如果出現(xiàn)問題，沒有專門的農(nóng)技人員去解決，也是一個問題。

四、水溶肥起步晚、技術(shù)落后

我國水肥一體化剛剛起步，與以色列滴灌節(jié)水技術(shù)還有一定的差距。水溶肥生產(chǎn)技術(shù)落后、原材料供應(yīng)沒有保證、配套設(shè)施不同步，使用期短、水溶肥產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊、技術(shù)服務(wù)力量比較薄弱、水溶肥價格奇高。

五、土地流轉(zhuǎn)加快，流轉(zhuǎn)時間短

中國正在加大力度讓土地流轉(zhuǎn)加快，為了適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展這是有必要的，但是中國具有其特殊性，土地的租金變化快使得種植戶只能租到短期的土地，如果采用水肥一體化的技術(shù)，就大大增加了成本，短期內(nèi)就要拆除誰還敢用。

中國與以色列國情不同，發(fā)展的方式自然是不一樣的，探尋一條適合中國國情的水肥一體化還需要很長的路要走。

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目前全國灌溉水利用率約為43%，單方水糧食生產(chǎn)率只有10公斤左右，大大低于發(fā)達國家灌溉水利用率70%~80%、單方水糧食生產(chǎn)率2.0公斤以上的水平，因此發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、提高農(nóng)業(yè)用水利用效率是我國節(jié)水戰(zhàn)略中的重要環(huán)節(jié)。

農(nóng)業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)由自動控制技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)，傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等于一體的灌溉管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要面向農(nóng)田、園林、設(shè)施農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的日常灌溉控制和管理而設(shè)計，并通過現(xiàn)代化的科學技術(shù)手段，達到降低人力成本，提高自動化生產(chǎn)效率，節(jié)約水資源的目的。該系統(tǒng)具有實用性和良好的展示性，系統(tǒng)硬件具備良好的穩(wěn)定性，以及防水、防潮、抗高溫的能力。

節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)采取因地制宜的原則依據(jù)不同地區(qū)、不同作物的不同需求，選擇不同的灌溉設(shè)施，并利用計算機、無線數(shù)據(jù)通訊、采集控制器、傳感器等先進技術(shù)對農(nóng)田灌溉進行監(jiān)控管理，保證適時地滿足作物生長所需要的水分從而達到節(jié)水灌溉及節(jié)水灌溉自動化的目的。

系統(tǒng)架構(gòu)本方案給出了一個節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)的基本框架，它主要由中心主控系統(tǒng)、采集控制模塊、無線通訊模塊、土壤水分傳感器、氣象觀測站、電磁閥等設(shè)備組成，現(xiàn)對各個部分作進一步的描述∶

1、傳感器與電磁閥：是數(shù)據(jù)的采集者與系統(tǒng)自動化功能的執(zhí)行者。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。本系統(tǒng)中主要包括測量土壤水分的土壤水分傳感器，測量養(yǎng)分的養(yǎng)分儀，測量氣象要素的雨量傳感器，空氣溫濕度傳感器、風速傳感器、風向傳感器等；電磁閥是本系統(tǒng)中自動化的執(zhí)行設(shè)備，可與水泵、養(yǎng)分補充設(shè)備等相連。

2、采集控制設(shè)備∶是指掌控數(shù)據(jù)采集設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備工作的數(shù)據(jù)采集控制模塊，主要作用為∶通過作物決策灌溉軟件的設(shè)置，掌控數(shù)據(jù)采集設(shè)備的運行狀態(tài)；根據(jù)作物決策灌溉軟件發(fā)出的指令，掌控執(zhí)行電磁閥的開啟/開關(guān)。

3、數(shù)據(jù)傳輸∶本系統(tǒng)中采用的為無線傳輸模塊。無線傳輸模塊能夠通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將與之相連的用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet中一臺主機上，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程的透明傳輸。

4、控制中心主要由計算機和作物決策灌溉決策軟件組成，作物決策灌溉軟件是數(shù)據(jù)接收者及指令發(fā)出者，是整個系統(tǒng)的靈魂。主要有以下功能∶系統(tǒng)配置、功能設(shè)置；設(shè)置數(shù)據(jù)采集時間段、采集間隔、控制系統(tǒng)執(zhí)行條件等參數(shù)；數(shù)據(jù)存儲顯示、打印等操作；將采集到的數(shù)據(jù)實時顯示，可用圖表表達并能執(zhí)行打印等操作；發(fā)送指令∶將指令通過無線傳輸模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)采集控制模塊，控制電磁閥的開啟或關(guān)閉：自動灌水功能∶根據(jù)不同的地區(qū)、不同的作物在不同生長階段對水分需求的不同，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，當值低于或超出一定的范圍時，自動開啟灌水功能。自動補充養(yǎng)分功能∶在無土栽培中，根據(jù)不同的作物在不同生長階段對養(yǎng)分需求的不同，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，當值低于或超出一定的范圍時，自動補充相應(yīng)的養(yǎng)分。

自動報警∶可設(shè)置設(shè)備的正常運行參數(shù)、農(nóng)田氣象因子范圍，實現(xiàn)設(shè)備故障或氣象因子劇烈變化的報警功能。結(jié)論節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)將傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌區(qū)用水進行監(jiān)測預(yù)報，實現(xiàn)動態(tài)管理。該系統(tǒng)采用傳感器采集土壤墑情信息、氣象信息和作物的生長狀況，通過無線網(wǎng)絡(luò)對農(nóng)田灌溉用水量實時遠程監(jiān)控，按照作物的需求實施灌水、補給養(yǎng)分的操作。

農(nóng)業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集功能

可自動采集，處理溫度、濕度、風速、雨量、光照等環(huán)境參數(shù)。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌溉、定時灌溉、周期灌溉、手動灌溉等多種模式，用戶可根據(jù)需要靈活選用灌溉模式。

（2）可實現(xiàn)中控室控制，手機短信、現(xiàn)場遙控及現(xiàn)場手動等多種方式控制。

參數(shù)設(shè)置功能

（1）系統(tǒng)可以對現(xiàn)場的溫、濕度限值進行設(shè)置和修改。

（2）系統(tǒng)可通過控制器或后臺監(jiān)控系統(tǒng)完成灌溉起始時間、停止時間、噴灌時間等參數(shù)設(shè)置。

顯示功能

（1）控制器上配有液晶屏，以中文菜單方式顯示，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上。

（2）后臺監(jiān)控系統(tǒng)可配大屏幕顯示器，圖形、表格等多種形式動態(tài)顯示整個灌溉區(qū)運行情況，準確、直觀、明了。

報警功能

當灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)故障。如水管破裂等，立即停止水泵運行，并報警。

通信功能

（1）通過后臺機查看、設(shè)置、修改參數(shù)。

（2）采取數(shù)據(jù)上傳后臺機，供后臺機進行數(shù)據(jù)處理和顯示。

（3）接收后臺機發(fā)出的控制命令。

數(shù)據(jù)處理功能

后臺機可完成用戶提出的統(tǒng)計、貯存、查詢等各種數(shù)據(jù)處理功能，并可打印用戶要求的報表。

（1）電磁閥門開啟次數(shù)和時間統(tǒng)計。

（2）通過電磁閥門的水流量統(tǒng)計。

（3）系統(tǒng)故障次數(shù)統(tǒng)計，系統(tǒng)使用率統(tǒng)計。

（4）用戶要求的其它統(tǒng)計功能。

其主要優(yōu)點為：

1、可以根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)區(qū)域的具體情況選擇不同的灌溉方式，最大限度的提高了灌溉用水的利用率；

2、采用了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，真正實現(xiàn)了農(nóng)田灌溉的遠程監(jiān)控，減小了勞動強度；

3、作物灌溉決策軟件中可引入專家決策系統(tǒng)，對不同地區(qū)的不同作物在不同生長階段的需水信息做定量評估。

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利用噴頭等專用設(shè)備把有壓力噴灑到空中，形成水滴落到地面和作物表面的灌水方法。

二、噴灌系統(tǒng)

利用機械和動力設(shè)備，使水通過噴頭（或噴嘴）射至空中，以雨滴狀態(tài)降落田間的灌溉方法。噴灌設(shè)備由進水管、抽水機、輸水管、配水管和噴頭（或噴嘴）等部分組成，可以是固定或移動的。具有節(jié)省水量、不破壞封結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)地面氣候且不受地形限制等優(yōu)點。

三、噴灌的特點

1、省水∶由于噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏損失，使水的利用率大為提高，一般比地面灌溉節(jié)省水量30-50%，省水還意味著節(jié)省動力，降低灌水成本。

2、省工∶噴灌便于實現(xiàn)機械化、自動化，可以大量節(jié)省勞動力。由于取消了田間的輸水溝渠不僅有利于機械作業(yè)，而且大大減少了田間勞動量。噴灌還可以結(jié)合施入化肥和農(nóng)藥，又可以省去不少勞動量，據(jù)統(tǒng)計，噴灌所需的勞動量僅為地面灌溉的1/5.

3、提高土地利用率∶采用噴灌時，無需田間的灌水溝渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕種面積7-10%。

4、增產(chǎn)∶噴灌便于嚴格控制土壤水分使土壤濕度維持在作物生長最適宜的范圍。而且在噴灌時能沖掉植物莖葉上塵土有利于植物呼吸和光合作用。另外噴灌對土壤不產(chǎn)生沖刷等破壞作用，從而保持土壤的團粒結(jié)構(gòu)，使土壤疏松多孔，通氣性好，因而有利于增產(chǎn)，特別是蔬菜增產(chǎn)效果更為明顯。

5、適應(yīng)性強∶噴灌對各種地形適應(yīng)性強，不需要像地面灌溉那樣平整的土地，在坡地和起伏不平的地面均可進行噴灌。特別是在土壤薄、透水性強的沙質(zhì)土，非常適合采用噴灌。此外，噴灌不僅適應(yīng)所有大田作物，而且對于各種經(jīng)濟作物、蔬菜、草場都可以獲得很好的經(jīng)濟效果。噴灌具有好多優(yōu)點，但是也有缺點。主要是投資費用大，就目前條件移動式噴灌系統(tǒng)最便宜，畝投資也需要20-50元/畝。另外是受風速和氣候的影響大，當風速大于5.5米/秒時（相當于4級風），就能吹散雨滴，降低噴灌均勻性不宜進行噴灌。其次，在氣候十分干燥時蒸發(fā)損失增大，也會降低效果。

四、噴灌系統(tǒng)的組成

一個完整的噴灌系統(tǒng)一般由噴頭、管網(wǎng)、首部和水源組成。

1、噴頭∶噴頭用于將水分散成水滴，如同降雨一般比較均勻地噴灑在種植區(qū)域。

2、管網(wǎng)∶其作用是將壓力水輸送并分配到所需灌溉的種植區(qū)域。有不同管徑的管道組成，分干管、支管、毛管等，通過各種相應(yīng)的管件、閥門等設(shè)備將各級管道連接成完整的管網(wǎng)系統(tǒng)。現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)的管網(wǎng)多采用施工方便、水力學性能良好且不會銹蝕的塑料管道，如PVC管、PE管等。同時，應(yīng)根據(jù)需要在管網(wǎng)中安裝必要的安全裝置，如進排氣閥、限壓閥、泄水閥等。

3、首部∶其作用是從水源取水，并對水進行加壓、水質(zhì)處理、肥料注入和系統(tǒng)控制。一般包括動力設(shè)備、水泵、過濾器、施肥器、泄壓閥、逆水閥、水表、壓力表，以及控制設(shè)備，如自動灌溉控制器、恒壓變頻控制裝置等。首部設(shè)備的多少，可視系統(tǒng)類型、水源條件及用戶要求有所增減。如在利用城市供水系統(tǒng)作為水源的情況下，往往不需要加壓水泵。

4、水源∶井泉、湖泊、水庫，河流及城市供水系統(tǒng)均可作為噴灌水源。在整個生長季節(jié)，水源應(yīng)有可靠的供水保證。同時，水源水質(zhì)應(yīng)滿足灌溉水質(zhì)標準的要求。

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1、技術(shù)概述隨著整形修剪等樹上管理技術(shù)的普及和提高，肥水管理逐漸成為許多果園增產(chǎn)增收的瓶頸。特別是近年來，農(nóng)村勞動力減少，勞動成本提高，導致果園開溝施肥成本逐年增加。水肥一體化技術(shù)是當今世界果園施肥灌溉技術(shù)發(fā)展的方向和潮流，它不但能大幅度地提高水肥利用效率，減低化肥使用量，而且可以節(jié)省勞動成本，實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營。根據(jù)果園面積、水源、動力和資金投入等情況，推薦在農(nóng)戶果園水平實施重力自壓式簡易灌溉施肥系統(tǒng)、加壓追肥槍注射施肥系統(tǒng)；在公司和合作社規(guī)?；麍@水平，實施小型簡易動力滴灌施肥系統(tǒng)、大型自動化滴灌施肥系統(tǒng)等水肥一體化模式。

水肥一體化可以確保蘋果樹高效、速效、精準吸收養(yǎng)分水分。傳統(tǒng)施肥，肥料施入土壤后，等天下雨，失去可控性，往往造成肥效滯后，與果樹生長節(jié)奏不符，造成果樹生長紊亂。由于肥和水結(jié)合，非常有利于樹體對肥料的快速吸收，避免了傳統(tǒng)施肥等天下雨窘境。在土壤溶液中，根系可以直接吸收利用，快速補充養(yǎng)分。少量多次施肥可在時間、肥料種類以及數(shù)量上與果樹需肥達到完美的吻合，符合果樹生長規(guī)律和節(jié)奏，減少土壤養(yǎng)分的淋溶等損失。

2、水肥一體化模式

（1）重力自壓式簡易灌溉施肥系統(tǒng)是利用果園自然高差或者三輪車車廂貯水罐的高差，采用重力自壓式方式，將配好的肥水混合物溶液，通過鋪設(shè)在果園的簡易滴灌帶系統(tǒng)滴入果樹根系密集區(qū)域的一種供水施肥模式。

①適用范圍適宜果園面積為1~10畝。水源來自自來水、水窖或池塘水溝中密集的雨水等。

②需要設(shè)備三輪車、貯肥水罐（最好可存1000kg水）、主管用PVC管或N80地埋管，毛管用硬質(zhì)PE迷宮式滴灌管或側(cè)翼貼片式滴灌帶等。采用農(nóng)用三輪車機械拉水。

③設(shè)備的組裝及準備∶系統(tǒng)安裝時水源與滴灌管高差1.5米左右。主管帶一般選用N80型（直徑80mm，或50mm）的水帶。滴灌帶單根長度一般40-50米，實際使用時如果土地長度超過60m，可將主管帶引到地中間向兩邊進行鋪設(shè)，保證灌水均勻。在主管帶上打孔安裝滴灌帶時，盡量打小一點，將螺絲從主管帶一端滴入主管帶，用手換至開孔處，用力頂出螺絲，加上橡膠墊，擰上螺母，再將滴灌帶套上，用卡子卡緊即可。對于冠幅較?。ü趶叫∮?.5m）的寬行密植果園，每行果樹滴灌帶可以在樹干附近鋪設(shè)一條即可；對于冠幅較大的果樹，則需要在樹行兩邊樹冠投影外緣向樹干方向30~50cm的位置鋪設(shè)兩條滴灌帶。

④用水用肥量在畝用水量上，自壓式滴灌用水5~8方/次，可根據(jù)土壤水分狀況和果園情況靈活掌握。全年5~6次，根據(jù)土壤含水量靈活掌握，每年每畝施肥水30~50方以上。肥料采用液態(tài)水溶肥或固體水溶肥料，使用濃度為0.5%~1%。

⑤使用方法在配肥時，采用2次稀釋法進行，首先用小桶將復(fù)合肥和其他水溶有機肥化開，然后再加入貯肥罐，注意，在加入大罐時一定要用80~100目濾網(wǎng)進行過濾，防止滴灌帶滴孔堵塞。對于少量水不溶物，不要加入大罐。貯肥罐和果園的高差在1~3m左右即可，不宜過大。

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1、國外應(yīng)用與發(fā)展狀況

20世紀60年代初隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，以色列開始發(fā)展滴灌。60年代末開始應(yīng)用水肥一體化技術(shù)。目前，以色列在果園、溫室、大田、綠化等方面已全面應(yīng)用此項技術(shù)，應(yīng)用面積占灌溉面積的67.9%，居世界之首。從世界范圍看，水肥一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于干旱缺水以及經(jīng)濟發(fā)達的國家。

2、我國應(yīng)用與發(fā)展狀況

1974年，我國從墨西哥引進滴管設(shè)備，試點總面積5.3hm2，自此開始滴灌技術(shù)的研究工作。1980年，我國自主研制生產(chǎn)了第1代滴灌設(shè)備{1}。自1981年后，在引進國外先進生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，規(guī)?；a(chǎn)在我國逐步形成，在應(yīng)用上由試驗、示范到大面積推廣。20世紀90年代中期，我國開始大量開展技術(shù)培訓和研討，水肥一體化理論及應(yīng)用受到重視。2000年開始，農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心與國際鉀肥研究所（IPI）合作，連續(xù)5年在我國不同地區(qū)舉辦水肥一體化技術(shù)培訓班，由國內(nèi)外專家介紹水肥一體化理論技術(shù)和實際操作，促使微灌施肥的面積逐步擴大。當前，水肥一體化技術(shù)已經(jīng)由過去的局部試驗、示范發(fā)展，成為現(xiàn)在的大面積推廣應(yīng)用，輻射范圍從華北地區(qū)擴大到西北旱區(qū)、東北寒溫帶和華南亞熱帶地區(qū)，覆蓋設(shè)施栽培、無土栽培、果樹栽培，以及蔬菜、花卉、苗木、大田經(jīng)濟作物等多種栽培模式和作物，特別是西北地區(qū)膜下滴灌施肥技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。

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有收無收在于水，收多收少在于肥”水和肥在植物生長中起到重要作用，很多農(nóng)業(yè)發(fā)達國家在水肥合理利用上就很成功，況且我國水資源比較匱乏，有效的利用水資源是重中之重，所以大力推廣水肥一體化節(jié)水灌溉體系尤為重要。

水肥一體機，又名施肥機，是借助壓力系統(tǒng)，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配兌成肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量、浸潤作物根系生長區(qū)域，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據(jù)不同作物的需肥特點，土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況，作物不同生長期，需水需肥規(guī)律情況進行不同生育期的需求設(shè)計，把水分、養(yǎng)分、定時定量，按比例直接提供給作物。

水肥一體化優(yōu)勢在于，提高水肥利用率，依據(jù)農(nóng)作物需水需肥規(guī)律將水肥“少量多次”供應(yīng)到作物根系周圍。滴灌條件下，灌溉水僅潤濕土壤表面，減少了蒸發(fā)，這既節(jié)約了水資源又促進了根系對養(yǎng)分的吸收，提高了肥料的利用率。

其次，水肥一體化幫助植物對微量元素的吸收，同時也能改善土壤狀況，減輕土壤板結(jié)和鹽漬化的危害。傳統(tǒng)的施肥方式容易造成施肥過量，土壤板結(jié)以及對環(huán)境的污染，間接影響植物的生長。水肥一體化技術(shù)能保持土壤維持疏松的狀態(tài)，滴灌水緩慢滲透土壤，并不破壞土壤的孔隙結(jié)構(gòu)。

第三，節(jié)省勞動力，提高效率。機械化的引入幫助農(nóng)戶減少了勞動力的成本，提高了施肥澆水的效率，增加了經(jīng)濟效益。最后，水肥一體化減輕了病害的發(fā)生，增加了產(chǎn)量并提高了品質(zhì)。溫室中采用水肥一體化技術(shù)后，土壤對水肥充分吸收，無過量的蒸發(fā)作用，降低了溫室中的相對濕度，減輕了病害的發(fā)生，同時對肥料的充分吸收既增強了品質(zhì)也提高了產(chǎn)量。

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