福建莆田常太5G智慧果园

圣启水肥一体化系统在新型5G智慧果园中的应用

一、项目背景

自动播种速度提高到人工播种的120倍，一个人就可看管8万羽鸡，从物联网应用于农业生产，到人工智能养殖，再到眼下的直播带货、村民办事、乡村治理……数字化，正加速融入乡村、改变乡村。

日前，北京大学新农村发展研究院、阿里研究院数字乡村项目组联合发布的“县域数字乡村指数报告2020”中显示，福建县域数字乡村指数列全国第3位，包括莆田市仙游县、城厢区、荔城区在内的福建14个县域进入数字乡村指数“百强县”。

“5G”智慧果园是以溪南村音山寺为中心,在周边流转一片 102 亩成立的枇杷果园,是常太镇打造的第一个现代科技农业示范基地,是全国最大、品种最多的高科技枇杷果园。

二、项目概述

近年来，常太镇持续做好生态文章，打通保护和发展通道，以“一颗枇杷”为基础，发展“一村一品”特色农业；依托九龙谷4A级旅游景区优势，整合周边乡村旅游资源，串点成线，构建全域旅游新版图；因地制宜，发展环库路民宿、茶饮、文创等“慢生活带”经济，打造智慧农业、观光体验、休闲娱乐等新业态，实现产业融合发展，推动乡村振兴。

占地100亩的5G智慧果园，种有枇杷果树4000多棵，是常太镇打造的首个现代科技农业示范基地。果园内设置了物联网采集、水肥一体化、视频直播、果树认养和区块链枇杷溯源五大系统，可实现枇杷种养、采摘、质检、销售、物流等全程追溯。科技兴农的魅力，在这里得到淋漓尽致的展示。

“来自中国枇杷之乡的白肉枇杷，欢迎预订。”如今，山里的果农们对直播带货早已不陌生，打开手机就能卖货。同时，依托大数据赋能产业发展，常太镇采用“国企+合作社+农户”模式，聚力种好“一颗枇杷”，打造“圳湖”品牌，让村民共建共享品牌红利。

本项目位于湖南省福州莆田常太镇溪南村。是由石家庄圣启科技为帮助其5G智慧果园园区建设量身打造的果园智能化水肥一体化灌溉系统。可以对不同作物的需水、需肥规律以及土壤环境和养分含量状况，自动对水、肥进行检测、调配和供给，在提高灌溉用水效率的同时又实现了对灌溉、施肥的定时、定量控制，不仅能够节水节肥节电，并且还能够减少劳动力的投入，降低人工成本。

首部枢纽系统主要包括水泵、过滤器、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备（水肥一体机）和自动化控制设备。首部枢纽担负着整个系统的驱动、检控和调控任务，是全系统的控制调度中心。

过滤设备是水肥一体化应用的必备设备，部分使用者错误的认为井水或其他水源很干净，不需要过滤，而事实上井水经常含有粗砂、细砂和一些化学物质，堵塞滴头。

因此，必须根据水源、水质、灌水器流道尺寸等精心选择过滤设备。常用的过滤器有离心式过滤器、筛网式过滤器、叠片式过滤器、砂石过滤器等。

水肥一体机是整个智能水肥灌溉系统的核心。水肥一体机以自控单元为核心，通过传感检测技术、微处理器技术、计算机技术等信息化技术，实现水肥供应的自动管理和分配。系统根据用户设定好的施肥比例、施肥时间及循环模式、EC/pH平衡条件等各种逻辑组合，由控制器通过一组注肥器电磁阀门和一套EC/pH监测系统适时适量定比例地将将各种肥料注入到灌溉管道中，自动完成施肥任务，合理控制水肥供应。

智能水肥一体机是一种集水肥一体化自动控制、计算机视觉、物联网技术等多种先进技术于一身的设备，它可以根据作物的生长情况，自动调整灌溉和施肥的量，使得农业生产更加智能化、自动化。水肥一体机的智能控制技术还可以实现全自动灌溉施肥，大大提高了生产效率，减少了人工操作的错误和繁琐，使得生产过程更加稳定和可靠。

用户通过操作触摸屏进行管控，控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量，专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。

输配水管网系统由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管径根据流量分配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带；部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的端进水口设闸阀，支管和辅管进水口处设球阀。输配水管网的作用是将部处理过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器，毛管是微灌系统的末一管道，在滴灌系统中，即为滴灌管，在微喷系统中，毛管上安装微喷头。 

在农业种植过程中，灌溉施肥是农业生产的最重要环节，因此有效的利用水和合理的施肥是农业发展的核心问题。在一般农业种植中，农业工作者往往需要考虑天气、土壤、水和作物生长状况，然后从复杂多样的信息数据中实施有效的灌溉和施肥，提高粮食生产。目前，粮食安全仍然是制约我国发展的关键核心问题，以当前的退地还农、土壤保持,发展可续性自然资源,保护环境的多样性是现在农业的基础但是随着电子技术和信息技术的发展,精准农业正成为未来农业发展的必然。其中，灌溉和施肥是精准农业的关键技术之一，则包括有效的评估种植作物的土壤水分和微量元素，保持作物生长的合理需求。联合国的统计数据表明，全世界农业用水量占全部用水量的70%，而所有行业的农业用水量占20%。

水肥一体化技术不同于传统的施肥与灌溉模式，它作为一项实用技术不仅仅完成了基本的农业任务，更是帮助控水节肥，帮助从业者节约生产成本，增加了实际的工作效率，故而该项技术在当前的农业生产中得到了大范围的推广与应用。设施农业是当前帮助从业者提升农业生产生产力的重要助力，它的存在更是能够帮助现代农业加速发展进程。应用水肥一体化技术不仅仅能够将农业生产与设施农业与现代信息技术紧密结合，实现智能化的管理与更为深入的研究，也能够帮助我国的设施农业向智能化、信息化高速发展。