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澆水灌溉互動式系統和全自動系統

自動化灌溉系統是指在監視之外無需人工干預或僅需很少人工干預的系統執行。幾乎所有的系統(滴灌,灑水器,地面)都可以藉助土壤感測器,氣象感測器或計算機或機械裝置實現自動化。它使灌溉過程更有效率,工人可以專注於其他重要的農業任務。另一方面,這樣的系統可能是昂貴的並且其設計非常複雜,並且可能需要專家來計劃和實施它。自動化消除了手動操作開啟或關閉閥門的麻煩,改變灌溉和施肥過程的頻率並最佳化這些過程的可能性,採用先進的作物系統和新技術,特別是複雜且難以手動操作的新作物系統,使用不同來源的水,提高水和肥料的使用效率,該系統可在夜間執行,從而將蒸發引起的水分損失降至最低,灌溉過程恰好在需要時啟動和停止,從而優化了能源需求。

缺點

該系統可能非常昂貴

自助系統與大型系統的相容性非常低

大多數自動化灌溉系統都需要電力

澆水灌溉互動式系統和全自動系統

灌溉系統的自動化具有若干積極作用。安裝後,在田間或小規模花園中的配水更加容易,並且不必由操作員進行永久控制。設計自動灌溉系統有多種解決方案。現代大型系統只允許一個操作員管理大區域。噴頭,滴灌或地下滴灌系統需要泵和一些高科技元件,如果用於大型地面,還需要熟練的操作員。還存在使用GIS和衛星的極高科技解決方案,可自動測量每個農作物地塊的需水量並最佳化灌溉系統。但是有時也可以使用簡單的機械裝置來實現灌溉自動化:使用泥鍋或多孔膠囊灌溉網路或瓶式灌溉(另請參見手動灌溉)。灌溉系統的自動化是指無需任何人工干預或只有很少人工干預的系統的執行。灌溉自動化是合理的,將一個大的灌溉區域分成稱為灌溉塊的小部分,然後按順序灌溉這些部分,以匹配水源的可用排放量。有六個高科技自動化系統,如下所述。灌溉時間時鐘控制器或土壤感測器是自動灌溉系統的組成部分。土壤感測器是必不可少的工具,可以在正確的時間噴灑必要數量的水。如果土壤感測器的程式設計不正確或水量計算不正確,則土壤感測器可能會導致灌溉不足或灌溉過量根據所需的水量(需水量-每天升)和平均水流量(施藥量-每小時升)計算執行時間(灌溉時間–每天小時)。土壤感測器啟動和停止灌溉過程預設的水量可以透過使用自動音量控制的計量閥在田間應用。在開環系統中,操作員可以決定要使用的水量和灌溉時間。相應地對控制器進行程式設計,並根據所需的時間表使用水。開環控制系統使用灌溉持續時間或指定的應用量進行控制。開環控制器通常帶有一個時鐘,用於開始灌溉。灌溉的終止可以基於預設時間,也可以基於流經流量計的指定水量。

在閉環系統中,操作員會制定通用的控制策略。一旦確定了一般策略,控制系統就會接管並就何時加水以及應加多少水做出詳細的決定。這種型別的系統需要來自一個或多個土壤感測器的反饋。根據土壤感測器資料做出灌溉決定並採取措施。在這種型別的系統中,系統的反饋和控制是連續進行的。閉環控制器需要獲取環境引數(例如土壤溼度,溫度,輻射,風速等)以及系統引數(壓力,流量等)的資料。閉環控制系統的簡單版本是灌溉控制器。溼度土壤感測器會中斷灌溉過程。當土壤水分降至某個閾值以下時,感測裝置將關閉電路,從而允許控制器為電動閥供電並開始灌溉。實時反饋系統,在該應用中,灌溉基於植物本身的實際動態需求。植物根區有效地反映了影響植物的所有環境因素。在受控引數範圍內執行,裝置本身可以確定所需的灌溉程度。各種土壤感測器,張力計,相對溼度土壤感測器,降雨土壤感測器,溫度土壤感測器等控制灌溉計劃。這些土壤感測器向控制器提供反饋以控制其操作。

澆水灌溉互動式系統和全自動系統

基於計算機的灌溉控制系統,基於計算機的控制系統由硬體和軟體的組合組成,它們充當管理者,旨在管理灌溉和其他相關措施,例如施肥和維護。通常,用於管理灌溉系統(例如滴灌系統)的基於計算機的控制系統可以分為兩類:互動式系統和全自動系統。控制板顯示土壤感測器,土壤溼度土壤感測器控制器,電磁閥接線和流量計資料記錄器。除了這些高科技解決方案之外,還有一些無需任何能源供應的有效方法。在重力的幫助下機械最佳化系統可以使灌溉過程自動化。示例是此處描述的小型和自制滴灌系統或以下描述的系統。舊系統已經過現代化改造,並在缺水地區重新應用。該技術包括使用陶罐和多孔膠囊(另請參見投手灌溉)),透過增加儲存量和改善土壤中水的分佈來改善灌溉方式。這種小流量灌溉技術基於使用透過塑膠管道相互連線的陶罐和多孔囊,將水儲存並分配到土壤中的功在墨西哥和巴西測試過的類似系統,使用的是較小的密閉容器或多孔膠囊,它們完全埋在土壤中。這些容器透過土壤中的吸力和毛細作用,或透過恆定水位的水箱提供的外部壓力來分配水(與先前的系統一樣)。每個膠囊通常具有兩個開口,以允許連線將膠囊互連的塑膠(PVC)管道。這些膠囊的容量在7到15升之間,向系統供應的儲罐被提升到土壤表面以上1或2 m。膠囊被埋在距離土壤頂層至少10 cm處的相距2米的線中。使用的盆或膠囊的數量是耕種面積,土壤條件,氣候和盆大小的函式。

自動喘振流量和重力水箱灌溉系統,這是間歇性重力流灌溉系統。它幾乎僅用於小型農業和家庭園藝。在開發該技術之前,使用電子控制閥來產生間歇性的灌溉水流。這些閥門價格昂貴,並且需要一些技術培訓才能操作。虹吸管用一種更具成本效益,更易於操作和維護且能耗最小的裝置代替了這些閥門。該系統由一個裝有一個或多個虹吸管的儲罐組成。由於虹吸作用,水箱中的水流到田間。一旦水箱排空,流量就會停止。對於下一個灌溉過程,必須將水箱注滿以再次開始虹吸效果。恆定水位的水池用於維持穩定的靜水壓力。陶罐的頂部是敞開的,通常是用當地獲得的陶土或與沙子混合的陶土製成的,然後在家用爐中燒製。這些盆通常呈圓錐形,容量為10至12升,部分埋在土壤中,只有頂部露出。透過塑膠(PVC)管道進行分配,以確保相當均勻的滲透性和孔隙率。在儲油罐中保持恆定的液位可調節靜水壓力。

產生類似結果的另一個系統是使用帶有底部排放口的儲罐。它配備了一個漂浮物,可以週期性地開啟和關閉儲罐底部的閘門。實際上,浮子的操作類似於馬桶沖洗系統的儲水箱中的機構。通常用於建造儲水箱的材料是礫石和水泥,鋼筋混凝土或塑膠。虹吸管通常由柔性塑膠製成。成本在很大程度上取決於所應用的系統。它從非常便宜的(例如土壤感測器)到非常昂貴的系統,其中包括對土壤質量和技術材料的研究。自動灌溉系統需要熟練的工人進行操作並經常維護。必須不惜一切代價避免土壤感測器和閥門的故障,並且還必須考慮進行常見的維修工作(例如,瀝濾,堵塞)。幾乎每個灌溉系統都可以自動化。它在世界每個地區都有意義,因為它可以節省時間和水。此外,高科技設計可實現非常高效的灌溉,即更精確地計量水量。一旦系統得到最佳化,勞動者就不必擔心灌溉過程,而可以專注於更重要的任務。