一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统的制作方法

本发明涉及马铃薯滴灌栽培技术领域，具体涉及一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统。

背景技术：

马铃薯是我国第四大粮食作物之一，目前，我国的马铃薯种植面积在500万公顷以上，主要分布在西南、东北、西北等地区，面积和产量均占世界的1/4左右,据有关资料统计，我国已成为马铃薯生产和消费第一大国。我国寒区耕地是马铃薯种植的主要区域，其马铃薯种植面积常年稳定在42万公顷。季节性干旱及严重的寒区水土水资源短缺形势时刻威胁着马铃薯生产安全、农民致富，所以发展节水、高产、高效型寒区马铃薯栽培方法具有非常重要的现实意义。

滴灌是目前最具前景的高效节水灌溉技术，其借助全管道化系统可精量、适时、适量地直接向作物根区供水，并能有效集成农艺、农机、信息、管理等手段，成为现代节水高效农业生产技术平台之一，具有靶向供给(灌水、施肥、供药等)、节约成本(节水、节能、节地、节肥等)、高效环保(劳动效率高、增产幅度大、环境友好等)、易于控制(机械化、自动化)等多重特点，已在多种作物节水高效栽培中得到广泛应用。

但是滴灌中如何根据马铃薯的生长需求来调整水肥气的用量将对马铃薯的生长带来较大的影响，因此，亟需提高一种可以根据需求调整水肥气的供给系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统，解决了上述不能根据马铃薯的生长需求而实时调整水肥气的供给问题。

本发明一实施例提供的一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统，包括：滴灌管，所述滴灌管设置于地下且靠近马铃薯的位置；传输装置，所述传输装置连接所述滴灌管与水源、气源，构造为：将所述水源中的水或所述气源中的气体抽送至所述滴灌管中；环境监测装置，所述环境监测装置设置于地下，构造为：监测马铃薯的生长环境信息；控制装置，所述控制装置与所述环境监测装置通信连接，构造为：根据所述环境监测装置所监测的生长环境信息，控制所述传输装置的工作状态；储肥装置，所述储肥装置与所述水源并联设置，且与所述滴灌管连通，构造为：将肥料投放至所述滴灌管内；以及混料装置，所述混料装置设置于所述储肥装置与所述传输装置之间，且位于所述水源与所述传输装置之间。

在一实施例中，所述传输装置包括泵。

在一实施例中，所述水源、所述气源与所述滴灌管通过三通阀连接。

在一实施例中，所述水源与所述气源并联设置，所述控制装置配置为：当所述传输装置将所述水源中的水抽送至所述滴灌管的操作结束后，控制所述传输装置将所述气源中的气体抽送至所述滴灌管。

在一实施例中，所述环境监测装置包括湿度传感器、压力传感器、浓度传感器。

在一实施例中，所述环境监测装置包括多个湿度传感器、多个压力传感器、多个浓度传感器，所述多个湿度传感器、多个压力传感器、多个浓度传感器分别沿所述滴灌管延伸的方向设置于多个位置处。

在一实施例中，所述滴灌管上设置多个电子阀门，所述控制装置控制所述电子阀门的开启和关闭。

在一实施例中，所述控制装置包括无线传输模块和接收模块，所述无线传输模块构造为：传输所述生长环境信息和控制信息，所述接收模块构造为：接收控制指令。

在一实施例中，所述混料装置包括保温壁，所述保温壁构造为：对所述混料装置内的混合料进行保温。

在一实施例中，所述保温壁包括保温棉层。

在一实施例中，所述混料装置包括加热器，所述加热器设置于所述混料装置的内壁上，构造为：对所述混料装置内的混合料进行加热。

在一实施例中，所述加热器包括电热丝。

在一实施例中，所述混料装置包括温度传感器，构造为：实时监测所述混料装置中的混合料的温度。

在一实施例中，所述储肥装置包括重量传感器，所述重量传感器与所述控制装置通信连接，构造为：实时获取储肥装置中肥料的重量。

在一实施例中，所述储肥装置的下方设置电子开关门，所述电子开关门与所述控制装置通信连接，构造为：根据所述控制装置的指令开启或关闭所述储肥装置投放肥料。

本发明实施例提供的一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统，通过将滴灌管设置于地下且靠近马铃薯的位置，且利用传输装置连接滴灌管与水源、气源，以实现将水源中的水或气源中的气体抽送至滴灌管中，而后至地下马铃薯的位置处，以实现马铃薯的滴灌浇水和输气；并且在地下设置环境监测装置实时监测马铃薯的生长环境信息，控制装置根据环境监测装置所监测的生长环境信息，控制传输装置的工作状态；同时与水源并联设置有与滴灌管连通的储肥装置，肥料在混料装置内与水混合溶解后投放至滴灌管内而后至地下马铃薯的位置处，从而实现肥料的有效滴灌，即实现了水肥气的精确调控，保证了马铃薯的最优生长环境。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

图1所示为本申请一实施例提供的一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统的结构示意图。如图1所示，该马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统包括：滴灌管1、传输装置2、环境监测装置3、控制装置4、储肥装置5以及混料装置6；其中，滴灌管1设置于地下且靠近马铃薯的位置，传输装置2连接滴灌管1与水源、气源，以将水源中的水或气源中的气体抽送至滴灌管1中，继而实现将水源中的水或气源中的气体抽送至地下土壤中（靠近马铃薯的位置），环境监测装置3设置于地下靠近马铃薯的位置，以实时监测马铃薯的生长环境信息，控制装置4与环境监测装置3通信连接，控制装置4根据环境监测装置3所监测的生长环境信息，控制传输装置2的工作状态，储肥装置5与水源并联设置，且与滴灌管1连通，以实现将肥料投放至滴灌管1内，混料装置6设置于储肥装置5与传输装置2之间，且位于水源与传输装置2之间，即储肥装置5里的肥料需要经过混料装置6后才由滴灌管1运送至地下、且水也需要经过混料装置6后才由滴灌管1运送至地下，也就是说，水和肥料需要在混料装置6内进行混合后才由滴灌管1运送至地下，从而实现肥料的充分溶解，提高施肥的效果。

为了实现滴灌技术，需要在地下预先埋设滴灌管1，并且利用滴灌管1连通水源、气源和储肥装置5，从而将水、气体和肥料输送至地下。由于马铃薯在不同的生长阶段所需要的气体浓度（例如氧气浓度等）、水分和施肥量均不同，若要使得马铃薯达到最优的生长环境以提高其生长效率和效果，就需要有针对性的调整水、气体和肥料的输入量。本申请实施例通过在地下设置环境监测装置3实时监测马铃薯的生长环境信息（例如气体浓度值、水分和肥料浓度等），控制装置4根据该生长环境信息和已知的马铃薯当前的生长阶段的最优生长环境信息，实现闭环调控水、气体和肥料的传输量，从而实现精准调控，以提高马铃薯的生长效率和效果。并且利用混料装置6实现肥料和水的融合，即溶解肥料，从而实现液态肥料的滴灌，以提高肥料的利用率。

本发明实施例提供的一种马铃薯浅埋滴灌水肥精准调控系统，通过将滴灌管设置于地下且靠近马铃薯的位置，且利用传输装置连接滴灌管与水源、气源，以实现将水源中的水或气源中的气体抽送至滴灌管中，而后至地下马铃薯的位置处，以实现马铃薯的滴灌浇水和输气；并且在地下设置环境监测装置实时监测马铃薯的生长环境信息，控制装置根据环境监测装置所监测的生长环境信息，控制传输装置的工作状态；同时与水源并联设置有与滴灌管连通的储肥装置，肥料在混料装置内与水混合溶解后投放至滴灌管内而后至地下马铃薯的位置处，从而实现肥料的有效滴灌，即实现了水肥气的精确调控，保证了马铃薯的最优生长环境。

在一实施例中，传输装置2可以包括泵，例如水泵等。通过设置泵，可以将水源中的水、气源中的气体和液态肥料抽送至地下，实现精准滴灌；并且利用泵的自动控制技术，可以实现自动化的开启和关闭，保证马铃薯的最优生长环境。

在一实施例中，水源、气源与滴灌管1可以通过三通阀连接。通过设置三通阀以实现水源和气源的并联连接，且通过滴灌管1实现水源、气源与马铃薯生长的地下环境连通。

在一实施例中，水源与气源并联设置，控制装置4可以配置为：当传输装置2将水源中的水抽送至滴灌管1的操作结束后，控制传输装置2将气源中的气体抽送至滴灌管1。为了实现精准滴灌，还需要对每次输送的水量和肥料量进行控制，以避免不足或过多，然而由于地形的原因（例如丘陵土地等）可能会导致滴灌管1不平或者太平，都会导致滴灌管1内会残留一部分水或肥料，从而导致水或肥料的浪费，并且会导致调控不够精确。同时，由于在我国很多地区种植马铃薯时室外温度低于零度，滴灌管1内残留的水会结冰导致滴灌管1被堵住，从而影响滴灌效果。出于解决上述问题，本申请输送水或肥料之后，还需要将气源中的气体抽送至滴灌管1内，以将滴灌管1内的水或液体肥料吹送至地下，以尽量保证滴灌管1内的干燥，既可以保证水或肥料的高效利用，也可以保证水和肥料基本进入地下，从而可以提高调控精度，同时也可以避免结冰堵塞滴灌管1的问题。应当理解，本申请还可以对滴灌管1采取保温或加热的处理方式，以避免其结冰。

在一实施例中，环境监测装置3可以包括湿度传感器、压力传感器、浓度传感器。通过设置湿度传感器、压力传感器、浓度传感器等分别监测土壤中的湿度、空气压力、ph值、肥料浓度等，从而实现马铃薯地下生长环境的精确调控。

在一实施例中，环境监测装置3可以包括多个湿度传感器、多个压力传感器、多个浓度传感器，多个湿度传感器、多个压力传感器、多个浓度传感器分别沿滴灌管1延伸的方向设置于多个位置处。由于土地的形状可以呈现一定的梯度或坡度，从而导致水或肥料向下流动，因此，土地的不同位置检测的结果有所差异，为了更为准确的获知整个土地中的生长环境，可以在多个位置处设置湿度传感器、压力传感器、浓度传感器等，并且综合该多个位置处监测的结果进行调控或针对不同区域分别进行调控，从而保证所有马铃薯的生长环境最优。

在一实施例中，滴灌管1上可以设置多个电子阀门，控制装置4控制电子阀门的开启和关闭。通过在滴灌管1上设置多个电子阀门，例如土地的不同区域处设置电子阀门以实现不同区域的单独调控，以实现更有针对性的区别调控，提高整体的生长环境。

在一实施例中，如图1所示，控制装置4可以包括无线传输模块41和接收模块42，无线传输模块41用于传输生长环境信息和控制信息，接收模块构42用于接收控制指令。本申请提供的调控系统可以对应设置应用程序，例如在手机上安装相关的app程序，即可实时与控制装置4的无线传输模块41通讯以获取马铃薯的生长环境信息和各个装置的工作状态，以实现远程监控，并且还可以通过手机等电子设备进行手动调控，例如输出相应的调控指令至接收模块42，控制装置4即可对对应的装置进行控制动作，以达到手动远程调控的效果。

在一实施例中，如图1所示，混料装置6可以包括保温壁61，保温壁61用于对混料装置6内的混合料进行保温。在一实施例中，保温壁61可以包括保温棉层。通过设置保温棉层等保温壁61，可以对进行混合溶解的肥料和水进行保温，避免温度过低肥料无法溶解，以提高肥料溶解的效果。

在一实施例中，如图1所示，混料装置6可以包括加热器62，加热器62设置于混料装置6的内壁上，用于对混料装置6内的混合料进行加热。通过在混料装置6的内壁上设置加热器62，在环境温度过低时开启该加热器62对混料装置6进行加热，以提高肥料的溶解效率，从而提高滴灌效率和效果。在一实施例中，加热器62可以包括电热丝。应当理解，本申请也可以采用其他的加热部件。

在一实施例中，混料装置6可以包括温度传感器，用于实时监测混料装置6中的混合料的温度。通过在混料装置6内设置温度传感器以监测混料装置6中混合料的温度，从而可以在温度过低时开启加热器62进行加热至适合肥料溶解的最佳温度，以提高肥料的溶解效率，从而提高滴灌效率和效果。

在一实施例中，储肥装置5可以包括重量传感器，重量传感器与控制装置4通信连接，用于实时获取储肥装置5中肥料的重量。通过设置重量传感器实时获取储肥装置5的重量，从而可以在每次投入肥料时实现精准投放，保证马铃薯的最优需求的同时避免肥料的浪费。

在一实施例中，如图1所示，储肥装置5的下方设置电子开关门51，电子开关门51与控制装置4通信连接，用于根据控制装置4的指令开启或关闭储肥装置5投放肥料。通过在储肥装置5的下方设置电子开关门51，可以实现肥料的自动开启投放和停止投放，并且能够快速响应，实现精准投放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。