基于大数据云平台的智能水溶肥配肥技术

曾海明（山东省嘉祥县科技局，济宁 72400）



基于大数据云平台的智能水溶肥配肥技术

曾海明
（山东省嘉祥县科技局，济宁 72400）

摘要：基于大数据云平台的智能水溶肥配肥技术是把水肥一体化和科学施肥配方引入到农业生产中，“基于大数据云平台的智能水溶肥配肥机”+“配肥云平台管理系统”，采取用户+配方肥自助机+基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）绘制的地块测土配方数据库+电商平台+肥料生产商的管理经营模式，采用自动控制、物理计量、传感器、计算机管理等技术于一体的管理方式，实现物联网自助下单、支付和物流管理等销售和购买流程。通过的自动配肥设备及软件系统，以配肥云平台管理系统为核心，将农户信息、区域位置信息、农田信息、作物信息等进行整合，实现肥料销售和灌溉管理的自动、智能、远程管理。

关键词：大数据云平台 智能 水溶 肥配肥技术

1　水肥一体化技术特点

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业高新实用技术，是按照作物需水、需肥规律，根据土壤的墒情和养分状况，通过压力管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将肥料溶液以较小的流量均匀、准确直接地输送到作物根系附近的土壤表面或土层中的综合技术。

1.1节约水资源

采用滴灌、微喷灌等方式通过可控管道滴状浸润作物根系，从而减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率，通常可节水30%～40%。

1.2提高肥料利用率

将溶解后的液体肥料直接输送到植物的根部集中部位，可减少肥料挥发、流失及土壤对养分的固定，从而实现集中施肥和平衡施肥，一般可节约肥料30%～50%。

1.3减少农药用量

采用水肥一体化技术可使设施蔬菜棚内湿度降低8.5%～15%，可以降低病虫害发生程度，并且减少通风降湿的次数使棚内温度提高2～4℃，使作物生长更为健壮，增强其抵抗病虫害的能力，从而减少农药用量。

1.4提高农作物产量与品质、增加经济效益

实行水肥一体化的作物因水肥均衡其果实果型饱满、个头大，通常可增产10%～20%。此外，由于病虫害的减少，腐烂果及畸形果的数量减少，果实品质得到明显改善，增加了经济效益。以设施栽培黄瓜为例，实施水肥一体化技术施肥后的黄瓜比常规畦灌施肥减少畸形瓜21%，黄瓜增产4.2 t/hm2。产值增加2.034万元/hm2。

1.5节本增效

传统的灌溉和施肥方法是每次施肥需要挖穴或开浅沟，施肥后再灌水。而利用水肥一体化技术实现水肥同步管理，可以节省人工开沟施肥、灌水的时间及费用，同时节省大量劳动力，达到节本增效的目的。

1.6改善土壤微生态环境

水肥一体化技术使土壤容重降低，孔隙度增加，增强土壤微生物的活性，促进作物对养分的吸收，减少养分淋失，从而克服了土壤板结和地下水资源污染，耕地综合生产能力大大提高。目前，在肥料和农药的过量使用下我国土壤健康度日益下降，农药化肥减施和土壤修复势在必行。水肥一体化是农业集约化发展的重要途径，而水肥一体化技术的覆盖面积所占比例较小、系统管理水平相对较低；节水灌溉施肥的研究、技术培训和推广投入不足。因此，大力发展水肥一体化技术既要依靠技术创新和政策的引导支持，又要强化示范推广及技术培训，以期促进该项技术的快速发展。水肥一体化技术将灌溉和施肥融合到一起，具有明显的资源节约、自动高效的优势，是农业升级的重要方向之一。

2　“基于大数据云平台的智能水溶肥配肥机”+“配肥云平台管理系统”的经营管理模式

图1　基于大数据云平台的智能水溶肥配肥机+配肥云平台管理系统

结合山东省的土壤、气候和作物生长时期进行基于种植作物和种植地点等信息对肥料配方和施肥时期进行精细化推荐。该系统包括硬件设备和软件管理系统，本地化智能设备监控管理功能强大、实时采集、及时显示运行工况及有关数据，画面形象逼真，动感强；具有故障自查报警系统，可自动显示或打印故障时间、性质和地点，并进行声光报警；其控制模式可分为远程自动、本地自动、本地手动以及本地仪表控制等操作方式，控制系统具有联锁保护功能。软件管理系统汇集大量地区性土壤特性参数，为肥料配比提供可靠依据；整个系统采用模块化结构，开放性好、易于扩展、性能稳定可靠；还具备手机端软件，集沟通交流、专家咨询、预约排号、施肥指导、种植指导、产品代销等一系列增值服务。使得农业生产中最重要的水肥因素得以科学化智能化管理，并且具有农业生产大数据的收集功能，为农业现代化进一步升级累积最宝贵的一手数据。

3　技术创新点

（1）智能粉状水溶肥配肥机。智能粉状水溶肥配肥机软硬件，能够根据土壤和作物等参数智能配比粉状水溶肥，从而实现水肥种一体化的精准施肥、按需配肥，达到化肥农药减施和水肥高效利用的目的。同时，该配肥机的液体模块，能在配肥的同时按需配制液体微生物土壤修复剂。

（2）智能配肥云服务平台。基于物联网和农业大数据的智能配肥云服务平台，充分利用信息化优势，实现配肥全过程精准管理、即时服务。

（3）液体微生物土壤修复剂模型，使配肥机的软件系统能根据土壤参数、作物参数和配肥参数，给出液体微生物土壤修复剂最佳用量和使用方法，实现化肥减施与土壤修复并重，土地可持续发展。以多种大田作物和大棚作物为目标作物，研发最适粉状水溶肥配方和微生物土壤修复剂配方。

（4）推广基于大数据云平台的智能水溶肥配肥机，促进土地可持续发展和作物增产，为农户提供便捷的购肥体验，减少农民施肥成本。