水肥一体化技术统筹灌溉和施肥过程，是当今世界目前公认的一项节水节肥、增产降污、绿色环保的技术，这一技术不仅提高了水肥的利用率，大大降低了水肥的施用量，还大幅提高了农产品产量和质量，减少了病虫害的发生，减少了农药的施用，在降低生产成本的同时降低了农业生产污染。水肥一体化

随着物联网、传感器、智能控制等技术的普及与发展，灌溉施肥设备也逐渐进入智能化时代，灌溉施肥设备的自动化程度、水肥供应能力、灌溉施肥量精准度都得到了质的飞跃。我国水肥一体化技术发展迅速，目前，我国已自主研发了大量的水肥一体化设备，并逐渐朝智能化方向发展。

水肥一体化物联网技术主要是基于现代农业物联网信息平台，将测墒灌溉、测土配方施肥和物联网融为一体，利用大数据、云计算、物联网、智能感知技术，同时辅以土壤墒情和气象信息，对作物灌水、施肥进行统一调控和一体化管理，实现作物定时、定量的精准灌溉和精准施肥，有效提高水肥利用率。该技术具备节水、节肥、高产、高效、智能控制等优点，可大面积应用。

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水肥一体化物联网系统

主要由云软件系统、微信客户端、手机APP、现场主机、节点控制器、数据传感采集终端组成，通过与供水供肥系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。

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水肥一体化智能灌溉施肥机

自动灌溉施肥主要是由自动灌溉施肥机实现，自动灌溉施肥机由储肥桶、主机、电磁阀、信号线等组成，对施肥机进行参数设置，实现整个灌溉区的自动灌溉和施肥，将水和营养精准的输送到每一棵植物的根部。

系统布设土壤墒情监测站和远程设备控制系统、智能网关和摄像头等设备，实现对示范区内传感数据的采集和灌溉设备控制功能；示范区现场通过4G/5G网络和光纤实现与数据平台的通信；数据平台主要实现环境数据采集、阀值告警、历史数据记录、远程控制、控制设备状态显示等功能；数据平台进一步通过互联网实现与远程终端的数据传输；远程终端实现用户对示范区的远程监控。

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北京通州旺生源蔬菜智能水肥一体化项目案例

该项目位于北京市通州区漷县镇，生产园区占地293亩，分别位于漷县镇西定安村、军屯村。其中日光温室72栋，冷棚65栋。主要用于生产黄瓜、香菇、平菇、茶树菇、西红柿、生菜等农产品。

本次项目包括：西定安A园区66栋日光温室(占地面积115亩)非智能化灌溉施肥模式建设，实现灌溉和施肥的手动控制，并且更换现有的设备和输水系统;西定安B园区20栋冷棚(占地面积43亩)、军屯C园区6栋日光温室与45栋冷棚(占地面积共135亩)智能化灌溉施肥模式建设，全面保障作物生长所需的营养元素和水分，达到节水、省肥、优质、高产的目标。

建设内容

该项目建设主要包括变频系统、过滤系统、灌溉施肥系统、供水管网、田间灌水器及田间小首部等六个内容。

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变频系统

该项目在园区几处深水井安装了变频系统。该系统不仅起到了平稳供水管道压力的作用，实现恒压供水，还可以节能降耗。

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过滤系统

为避免园区灌溉系统因进入杂质而损坏，园区的深水井及泵站均安装了离心过滤器与叠片过滤器组合过滤系统。

离心过滤器用于过滤水中大量的砂石，叠片过滤器安装在离心过滤器之后，用于过滤掉离心过滤器过滤不掉的一些较大的杂质。

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灌溉施肥系统

该项目B园区与C园区选用了中农天陆公司自主研发的B-01物联网自动灌溉施肥机，每套施肥机配置个施肥桶，每个施肥桶加装1台搅拌机。TLF-05自动灌溉施肥机可以设置自动灌溉与施肥的时间，选择不同施肥通道。该设备为触控屏，操作按键清晰明了，方便工作人员操作控制。

B-01自动灌溉施肥机是为物联网水肥一体化专门研发的一种自动化控制灌溉施肥系统。其将灌溉节水技术、农作物栽培技术及节水灌溉工程的运行管理技术有机结合，同时集电子信息技术、远程测控网络技术、计算机(手机)控制技术及信息采集处理技术于一体，通过计算机通用化和模块化的设计程序，构筑供水流量、压力、土壤水分、气象资料的自动监测控制系统，进行水、土环境因子的模拟优化，对数据进行存储、分析，以大数据处理技术，实现灌溉节水、作物生理、土壤湿度等技术控制指标的逼近控制，从而实现水肥一体化自动化、网络化、平台化。

该项目A园区选用了田间首部加装文丘里的模式，进行灌溉施肥，并在每个田间首部放置一个PE施肥桶。

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供水管网

该项目A园区干管采用De110的PVC-U管，承受水压1.0Mpa，支管采用De50的PVC管，承受水压1.0Mpa。田间地上部分铺设De50PE管，承受水压0.4MPa。

B园区干管采用De90的PVC-U管，承受水压1.0Mpa，支管采用De63的PVC-U管，承受水压1.0Mpa，在每个灌区支管首部均加装了球阀和电磁阀，每个棚室内均安装了小型叠片过滤器，田间地上部分铺设De63PE管，承压0.4MPa。

园区干管采用De110PVC-U管，承受水压1.0MPa，支管采用De63PVC-U，承受水压1.0MPa。田间地上部分铺设De63PE管，承压0.4MPa。

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田间灌水器

A园区40个日光温室为蘑菇棚，加装了增湿降温雾化微喷系统;26个日光温室种植蔬菜，仅铺设了滴灌带。B园区仅铺设滴灌带。C园区6个日光温室与4个冷棚加装了增湿降温雾化微喷系统;剩余41个日光温室仅铺设了滴灌带。

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田间小首部

A园区每个田间首部仅安装了文丘里施肥器及叠片过滤器，可手动操作灌溉和施肥。

B园区与C园区每个灌溉单元加装电磁阀和球阀，并安装文丘里施肥器与叠片过滤器。

目前，该园区的水肥一体化设施已经投入使用。本次建设实现了灌溉和施肥的手动控制及智能化控制。缓解了园区地下水的开采量，达到了节水的目的。不会出现浇水过多、肥料过量导致的土壤板结问题，改善了土壤环境。还减少了空气中粉尘过量的问题，减少了空气污染。改善农产品品质，对保护生态环境和促进农业可持续发展具有显著的生态效益。