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研发“光智能”水肥一体机 助力京郊农业生产

2021-01-25 16:51 千龙网

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北京市水资源匮乏,属于严重缺水的特大型城市,人均水资源量不足全国平均水平的10%,2019年北京市农业用水为3.69亿立方米,占全市用水总量的比例为9%,其中,农业用水中设施农业用水占比超过30%,为第一用水大户。新形势下,设施蔬菜年用水量限制在500方/亩以内,农用化肥利用率提高到40%,要实现以上目标,灌溉施肥精准调控是必不可少的技术措施。

作物灌溉施肥受到温度、湿度、光照、土壤墒情等较多因素影响,其中,光照是影响作物蒸腾蒸发的关键因素之一。有学者研究结果表明,光照与作物耗水呈线性关系,可以利用光照指导灌溉,实现精准水肥调控。国内的相关研究起步较晚,水肥一体机研发“重硬件轻决策”:硬件设备仿照国外,操作复杂;软件方面缺乏配套的精准灌溉施肥决策系统。因此亟需简单易操作、技术门槛低的施肥设备。在此背景下,北京市农业技术推广站研发了“光智能”水肥一体机。

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在位于北京昌平区的金六环农业园蔬菜大棚里,一个约1米高的白色铁皮柜子,延伸的几根黑色管道连接着三个水肥桶。北京市农业技术推广站农艺师岳焕芳介绍,这个原理不复杂,操作也很简单,“光智能”水肥一体机建立了作物耗水量与光辐射模型,将实时获取的光照数据与作物耗水量进行拟合,机器内部嵌入了茄果类、西甜瓜和草莓等主要经济作物的依据光照智能灌溉模型参数。生产人员只需要根据设施生产基本情况、设置作物类型和生育时期等参数,就能根据光照情况实现精准智能灌溉。机器可以根据不同季节、天气的光照数据对灌溉启动门槛进行自动校正。使用人员只需要输入当前阶段作物晴天一天需要灌溉几次,一次几分钟这种简单的数值,机器就可以根据系统自动计算出的灌溉启动门槛值,依据当天光照情况进行精准智能水肥管理。

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“节约了水肥,也节省了人工。”这是园区技术负责人祝宁使用“光智能”水肥一体机最大的感受。同往年草莓的种植管理相比,使用水肥一体机用水量降低了51.1%,用肥量节约了40%,1亩灌溉能够节省1个人工。据介绍,应用“光智能”水肥一体机管理的草莓,实现对营养液浓度的精准调节,水肥的智能管理,果实可溶性糖提高了10.3%,糖酸比提高了23.1%,水分生产效率提高了81.4%。颗粒饱满,草莓汁水充足、味道也很甜美。

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目前,“光智能”水肥一体机已经在京郊的昌平、大兴和密云区的番茄、草莓等经济作物上建立了7个示范点,该技术成果示范覆盖面积近三年累计1500亩,累计节水10万余方,每亩年节本增收1 089元。据了解,北京市农业技术推广站下一步将“光智能”水肥一体机广泛推广应用在蔬菜生产上,进一步降低设施农业用水量,提高水肥生产效率。

责任编辑:张晓宇(QL0001)作者:柯南雁

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