蘭麗光+唐愛(ài)莉+齊長(zhǎng)紅

隨著中國(guó)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及規(guī)?；鞯膶?shí)現(xiàn)，先進(jìn)的水肥一體化關(guān)鍵技術(shù)裝備在得到了廣泛應(yīng)用，種植者在種植過(guò)程中也得到了實(shí)惠。設(shè)施水肥一體化關(guān)鍵技術(shù)裝備的應(yīng)用使肥料與水的利用率大幅度提高，起到節(jié)水節(jié)肥的作用，大大降低了設(shè)施蔬菜在生產(chǎn)中因過(guò)量施肥而造成的土壤、地下水污染。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)水肥一體化系統(tǒng)的智能管控，合理地對(duì)作物進(jìn)行給水施肥，水肥均勻度得到有效保障，實(shí)現(xiàn)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

但在設(shè)施園藝種植過(guò)程中，個(gè)別企業(yè)、種植戶(hù)對(duì)水肥一體化關(guān)鍵技術(shù)裝備的型號(hào)及應(yīng)用原理的認(rèn)知存在偏差，誤以為只要選用進(jìn)口的施肥機(jī)，水肥一體化系統(tǒng)就可以無(wú)障礙運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)水肥一體精準(zhǔn)施用。其實(shí)，設(shè)施園藝種植對(duì)肥水的需求是精準(zhǔn)配肥、準(zhǔn)確供應(yīng)、快速檢測(cè)、少量多次控制。若沒(méi)有將施肥機(jī)、原液桶、管路及水源配置正確得當(dāng)，會(huì)對(duì)設(shè)施園藝種植帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響，導(dǎo)致有的種植企業(yè)甚至放棄使用水肥一體化系統(tǒng)。

筆者通過(guò)多年來(lái)從事水肥一體化系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、配套、安裝、調(diào)試及應(yīng)用等工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考察各地設(shè)施園藝種植無(wú)土栽培項(xiàng)目，認(rèn)為目前部分設(shè)施園藝種植企業(yè)在選用水肥一體化系統(tǒng)時(shí)需注意以下幾點(diǎn)。

施肥機(jī)的選擇

部分設(shè)施園藝種植企業(yè)選擇旁路式施肥機(jī)（圖1）作為水肥一體化的核心裝備，其肥、水不通過(guò)混合，直接注入主供水管路，影響配肥結(jié)果的精準(zhǔn)度，使肥水的EC/pH檢測(cè)結(jié)果為脈沖式。水肥通過(guò)管路輸送到植株，會(huì)出現(xiàn)時(shí)而是清水、時(shí)而是肥水的現(xiàn)象，造成植株燒根或缺肥。

肥料原液桶及攪拌器的選用

部分企業(yè)在選擇肥料原液桶時(shí)存在誤區(qū)，認(rèn)為透光原液桶（圖2）既美觀又可以觀察肥料原液的液位，可以實(shí)時(shí)把握肥料原液是否欠缺，但光線(xiàn)透過(guò)透光原液桶照到肥料原液液體，容易滋生藻類(lèi)，藻類(lèi)的大量繁殖會(huì)導(dǎo)致吸肥通道阻塞，造成水肥一體化系統(tǒng)吸肥比例不正確，配制出的肥水肥料成分比例失真，達(dá)不到自動(dòng)調(diào)配肥水的目的，還易造成末端滴頭阻塞。也有部分企業(yè)為了節(jié)約成本，不給肥料原液桶配備肥料攪拌裝置，或其配套的攪拌裝置在施肥機(jī)工作時(shí)沒(méi)有得到正確使用。而肥料原液由于長(zhǎng)期處于高濃度狀態(tài)，易出現(xiàn)肥料析出結(jié)晶的現(xiàn)象，阻塞吸肥通道，同樣會(huì)造成施肥機(jī)的吸肥比例不正確。

設(shè)施園藝種植管路設(shè)計(jì)

部分企業(yè)現(xiàn)有的水肥一體化系統(tǒng)大多設(shè)計(jì)成清水、肥水統(tǒng)一管路輸送，可以節(jié)約投入成本，但在設(shè)施園藝種植中需求的是肥、水少量多次控制，從而導(dǎo)致需給遠(yuǎn)端植株配送清水時(shí)，卻配送了肥水，需配送肥水時(shí)，反而配送了清水，實(shí)際水肥供給情況與種植者意愿相悖。以永清新苑陽(yáng)光基地巖棉定植番茄為例，每次配送水、肥的時(shí)長(zhǎng)為50～60 s（即20～25 mL），單個(gè)灌溉區(qū)植株為4560株，配送總量約91～114 L。由于主管路約為70 m，管徑尺寸為DN50，管路實(shí)時(shí)液體存儲(chǔ)量約為137 L，大于單次配送量。每個(gè)灌溉區(qū)每天需要灌溉清水1～2次，因此總有1～2次在配送清水時(shí)實(shí)際供給的是前次的肥水，配送肥水時(shí)實(shí)際供給的是清水。

自動(dòng)配肥管理控制

設(shè)施園藝種植要求施肥機(jī)配肥效率高，即在很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)其吸肥比例及水肥的EC/pH達(dá)到施肥的目標(biāo)值。實(shí)踐中很多現(xiàn)有水肥一體化設(shè)施均存在開(kāi)始配肥到配肥穩(wěn)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，穩(wěn)定時(shí)間約為1～2 min，有的甚至長(zhǎng)達(dá)4 min，也就是說(shuō)系統(tǒng)還沒(méi)有穩(wěn)定，施肥就已經(jīng)完成了（圖3），因此設(shè)施園藝種植實(shí)現(xiàn)水肥一體化就失去了意義。

為此，在實(shí)踐水肥一體化的實(shí)踐過(guò)程中，逐步明確對(duì)施肥機(jī)在不同種植模式下的選型，肥料桶及配套的選擇。根據(jù)不同種植結(jié)構(gòu)管路及管理控制軟件的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)合理的水肥一體化系統(tǒng)，有效克服原有系統(tǒng)存在的問(wèn)題（圖4）。

施肥機(jī)、肥料桶配置要求

施肥機(jī)配置要求

（1）施肥機(jī)（圖5）選擇混肥桶直注型，混肥均勻，進(jìn)出肥水一致，并根據(jù)種植面積及種植結(jié)構(gòu)配置好流量。

（2）配肥速度快，在短時(shí)間（10～15s）內(nèi)，輸出肥水EC/pH達(dá)到目標(biāo)值。

（3）配置采集速度快且漂移量小的EC/pH傳感器，并方便校驗(yàn)。

（4）配置肥料通道可視調(diào)節(jié)流量計(jì)，確保通道暢通且吸肥比例一致。

（5）系統(tǒng)人機(jī)界面簡(jiǎn)潔易懂，讓使用者能快速入手使用。

（6）易損件更換及維修簡(jiǎn)單方便。

肥料桶配置要求

（1）根據(jù)用肥量，選配相應(yīng)容積肥料原液桶（圖6），建議選用能貯存1周用量的原液桶。

（2）肥料原液桶選擇不透光容器，且配置清洗排污裝置。

（3）肥料原液桶配置攪拌器，并配置與系統(tǒng)同步工作的控制確保肥料原液均勻度，避免肥料析出。

（4）設(shè)計(jì)肥料原液液位傳感及可視窗，實(shí)時(shí)查看液位。

獨(dú)特雙管路設(shè)計(jì)

根據(jù)種植面積及種植結(jié)構(gòu)對(duì)肥水的需求來(lái)設(shè)計(jì)管路大小，盡量縮小主管路的通徑來(lái)減少管路中肥水存留，同時(shí)把清水與肥水主管路分開(kāi)，到末端匯合。這樣既不影響肥水輸送，也不影響清水灌溉。保證管路內(nèi)溶液適時(shí)為作物提供清水或肥水，真正實(shí)現(xiàn)水肥一體化系統(tǒng)的應(yīng)用（圖7）。

系統(tǒng)管理管控實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在線(xiàn)控制

根據(jù)中國(guó)用戶(hù)使用習(xí)慣，北京藍(lán)洋益海科技有限公司把復(fù)雜配肥編程工作后置，出廠(chǎng)的系統(tǒng)在后臺(tái)完成設(shè)置和調(diào)整，客戶(hù)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單便捷的人機(jī)交互，便可使用。而且還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)管控，將所得數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)與管理的人員手機(jī)在線(xiàn)連接，對(duì)水肥一體化系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。

隨著國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加速，水肥一體化系統(tǒng)不斷豐富系統(tǒng)功能，明確系統(tǒng)選配關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的可操作性。設(shè)備制造開(kāi)發(fā)企業(yè)做好整套系統(tǒng)，可以給種植者帶來(lái)的實(shí)實(shí)在在的生產(chǎn)效益。