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1.
基于模糊控制的肥液自动混合装置设计与试验 总被引：8，自引：6，他引：2
为提高混肥精度,该文在基于脉宽调制的文丘里变量施肥装置的基础上,对其结构进行了改进,并利用电导电极设计了一个电导率测量仪用以实时反馈肥液浓度,使之构成一个闭环控制的自动混肥装置。该装置采用粗细2级调节的控制策略,首先根据检测的入口水压调用对应的函数关系,自动调节电磁阀PWM（pulse width modulation）控制的占空比进行混肥;然后以电导率测量仪实时反馈混肥浓度,并采用模糊控制算法进一步细调PWM的占空比,使混肥浓度尽量逼近目标浓度。试验结果表明,电导率测量仪的有效测量范围为0~12.64 mS/cm,它所测量的电导率与肥液浓度呈显著的线性关系,其决定系数R2为0.997。对混肥装置进行了实测验证,结果表明混肥时的最大浓度误差为0.04%,控制装置达到稳态的响应时间为7.8～10.4 s,能满足实际应用的要求。 相似文献
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球混式精准灌溉施肥系统的设计与试验 总被引：1，自引：1，他引：1
针对作物灌溉施肥不均匀,存在多施少施,肥料浓度过高等现象严重,该文设计了一种能实现自动灌溉、施肥、配方、混肥为一体的球混式水肥灌溉系统。该文详细描述了灌溉施肥系统的装置结构、自动控制系统、上位机软件设计,研究了配肥子系统特点和控制算法。根据不同作物的不同需要,对营养液的EC值(电导率间接反映营养液的浓度)和p H值(酸碱度)进行精确控制和实时调节,并利用嵌入式技术、变频技术、自动控制技术以及计算机信息技术开发灌溉施肥自动控制系统,实现灌区的自动灌溉施肥。试验证明,该系统EC、p H值调节品质好,性能稳定可靠,组装简便,操作人性化,实用性强,有利于推广使用。该研究为精准灌溉施肥系统的进一步研究提供了参考。 相似文献
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自控变频调速式灌溉水注肥装置的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
为现代农业节水灌溉与精准施肥所需的配套注肥装置的开发,研究采用输液泵将肥料原液和酸碱调节液强行注入灌溉管网,并与灌溉水按比例混合获得一定浓度和酸碱度(EC & pH)的灌溉液。灌溉液浓度和酸碱度通过EC传感器和pH传感器检测并反馈PLC控制系统,通过变频调速进行EC值与pH值动态调节,实现节水灌溉系统的精准施肥灌溉。采用自控变频调速技术的灌溉水注肥装置经过实际运行,完全满足设计要求,可实现灌溉液的正常输送和EC值与pH的动态调节。特别是射流自吸泵变频调速技术的实现,不仅有效实现了灌溉液浓度（EC值）的动态调节,同时降低了设备成本,完全可用于节水灌溉注肥装置的开发。 相似文献
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温室水肥一体化营养液调控装备设计与试验 总被引：11，自引：7，他引：4
针对当前温室生产中用水效率普遍较低、肥料使用量较高的问题,有必要对水肥一体化营养液调控及灌溉技术进行深入研究,探索适合中国具体情况的,低成本的水肥一体化营养液灌溉模式和相关农业装备。该文设计了一种水肥一体化营养液调控装备,根据营养液制备装置特点和制备过程,建立了营养液制备系统二阶数学模型,并利用增量式PID(proportion integration differentiation,比例-积分-微分)算法和改进Smith预估器对营养液的制备过程进行精确控制;利用EC传感器和p H传感器实时检测营养液的制备情况,并且通过驱动相应的继电器实现营养液的调控。试验结果表明,该水肥一体化营养液调控装备30 s左右可以进入营养液调控的稳定阶段(EC值误差在±0.1 m S/cm),系统达到规定的EC值的响应时间不超过60 s,使用该装备能够快速、精确的实现营养液的调控。 相似文献
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[目的] 微咸水灌溉是缓解农业用水紧张、保障粮食生产的重要途径之一,但灌溉水中的可溶性盐会导致土壤盐分累积,进而影响作物生长,寻求适宜的灌溉水盐分浓度是咸水、微咸水资源得到安全利用的有利保障。[方法] 研究采用遮雨盆栽试验种植冬小麦,以去离子水为对照(CK),添加氯化盐形成不同浓度的微咸水处理,灌溉水电导率(ECw)分别为:0.26(CK),3.00(S1),5.26(S2),7.07(S3),9.24(S4) dS/m,研究土壤水盐分布和冬小麦生长、光合生理及产量形成的响应。[结果] 不同浓度微咸水灌溉下土壤含水率、土壤含盐量随盐分浓度的增加而增大。当灌溉水电导率为9.24 dS/m时,土壤含水率分别比CK高5.43%(0—10 cm),4.21%(10—20 cm),4.98%(20—40 cm);冬小麦收获后CK及S1-S4处理下0—40 cm土层土壤饱和浸提液电导率(ECe)分别为0.66,4.89,7.88,9.34,10.16 dS/m;与CK相比,灌溉水电导率为3.00,5.26 dS/m时,冬小麦生长、光合生理指标、产量无显著差异,而为7.07,9.24 dS/m时显著降低,当灌溉水电导率为9.24 dS/m时,冬小麦净光合速率、最大株高、最大叶面积、成熟期地上部干物质量、根系干物质量及产量相比CK分别降低71.00%,2.81%,15.33%,15.55%,47.25%,27.53%。利用FAO分段函数拟合计算得冬小麦灌溉微咸水电导率阈值为5.82 dS/m,超过该值,每增加1 dS/m,冬小麦相对产量下降8.80%。[结论] 综上所述,灌溉水盐分浓度越高,对土壤水盐分布及冬小麦生长的影响越大,5.82 dS/m为冬小麦的灌溉微咸水电导率阈值。综合考虑冬小麦生长、光合生理指标及土壤理化性质,建议使用微咸水灌溉冬小麦时,ECw不宜超过5.82 dS/m。该研究结果可为微咸水安全利用提供理论支撑。 相似文献
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基于二次混合机构的营养液调控模型与PID算法实现 总被引：1，自引：0，他引：1
封闭式栽培是解决中国日光温室传统栽培连作障碍问题的有效途径之一。营养液调控过程的性能指标是封闭式栽培模式的关键。该文针对一种具有二次混肥特性的营养液调控过程进行动态分析并建立模型,使用PID控制算法实现了营养液调控,并对影响因素进行对比试验。试验结果表明,系统达到稳定的时间随出液流量的减小或营养液浓度之和的增大呈现减小的趋势;系统震荡持续时间与超调量随出液流量的减小或营养液浓度之和的增大呈现增大的趋势。由试验结果与分析可知,该带有二次混肥的封闭式栽培系统中最优的出液流量与营养液浓度之和分别为6 m3/h与200 g/L,在此状态下进行PID控制参数整定,得到系统在最优条件下稳定时间为100 s、超调量为3%、震荡持续时间为25 s。表明该带有二次混肥的封闭式栽培系统的营养液调控过程能使用PID算法进行调控,能使系统实现稳定、高效的运行。该研究为封闭式栽培的营养液调控提供了参考。 相似文献
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基于双吸肥口的低压文丘里施肥器设计与试验 总被引：6，自引：5，他引：1
为降低文丘里施肥器的吸肥临界进口压力,使之适用于低压灌溉施肥系统,设计了一种双吸肥口文丘里施肥器。选取喉管收缩比、收缩段角度、扩散段角度和喉管长径比4个结构参数,采用正交试验设计方法,构建16种结构参数组合方案,运用CFD模拟技术对每种方案的吸肥性能进行模拟,以吸肥性能为评价指标确定最佳结构参数组合,并根据最佳结构参数组合试制文丘里施肥器原型样品,并在0~0.15 MPa进口压力范围内对其吸肥性能进行分析。结果表明,最佳结果参数为:喉管收缩比为0.3、收缩段角度为20?、扩散段角度为8°、喉管长径比为1.1。最佳结构文丘里施肥器试制样品实测结果与模拟分析结果一致,在相同进口压力下各个实测值均略小于模拟分析值,实测与模拟吸肥量、进口流量比、肥液浓度和吸肥效率的均方根误差分别为0.22 L/min、0.96%、0.93%和0.68%。在相同进口压力下,相比于相同结构参数的单吸肥口文丘里施肥器,模拟得出的吸肥量提高了90%,进口流量比提高了85%,肥液浓度提高了80%,吸肥效率提高了80%,表明双吸肥口施肥器的吸肥性能比单吸肥口施肥器有较大提高;双吸肥口施肥器实测临界进口压力为0.007 MPa,当进口压力为0.05 MPa时其吸肥浓度可达13.6%,与现有文丘里施肥器相比,在获得同等或更高的吸肥性能时具有更低的工作进口压力,更适用于低压滴灌系统。 相似文献
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一种电导率指标测可溶性盐分含量新方法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文用三次样条函数拟合了塔里木灌区土壤浸提液浓度-电导率间的关系：C = 0.0003EC3 - 0.0099EC2 1.6988EC - 0.9881,用控制土壤含盐量和分段函数模拟法推求出塔里木灌区土壤可溶性盐在11℃,100mL浸提液时的溶解度为8.99。推算出测定塔里木灌区土壤可溶性盐的土样质量范围为5.72g-24g,本研究结果表明用纯净水完全可以取代蒸馏水测定塔里木灌区土壤可溶性盐的含量,试验测量误差小于0.03,纯净水带来的误差小于0.005。为了保证能够较准确地测定塔里木灌区土壤可溶性盐的含量,土壤体积含水率最好不得低于0.2cm3/cm3。此方法简单易行,明显提高试验效率,测定结果精度高。 相似文献
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为寻求一种野外快速有效测定土壤溶液浓度的方法,于新疆自治区南疆地区开展了田间试验。利用负压计监测土壤水分,在土壤达到饱和时,在相同深度分别借助土钻和土壤水提取器同时取土样和土壤水样,利用电导率仪测定土壤电导率(EC1:5)和饱和土壤电导率(ECe),使用火焰光度计和滴定法测定土壤水溶液浓度(C),并利用SPSS17.0软件对实测数据进行线性回归分析及检验。结果表明,南疆砂壤土条件下,EC1:5值在0~10000μS/cm范围内,EC1:5与土壤总盐含量呈显著线性关系土壤ECe可用土壤EC1:5进行推算,二者关系系数可以根据饱和重量含水量确定在土壤达到饱和,EC1:5在0~3000μS/cm时,土壤溶液浓度与EC1:5呈显著线性关系。因此,通过野外测得土壤样品的EC1:5,并确定其适用条件后,根据相关关系可直接计算得到ECe和C。 相似文献
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咸淡水交替灌溉下土壤盐分再分布规律的室内实验研究 总被引：4，自引：1，他引：4
咸水灌溉是解决目前淡水资源短缺的重要途径。为寻求合理的咸水农田灌溉方法，进行了不同矿化度和不同灌水模式的室内土柱咸淡水交替灌溉模拟试验，分析了咸淡水交替灌溉条件下土壤溶液电导率(EC)值和钠吸附比(SAR)的变化规律。结果表明：两种灌水模式下，灌水结束时土壤溶液EC值在22.5 cm处达到最高，且4 g/L>2 g/L，且与试验初期相比，土壤溶液EC值明显提高，土柱整体积盐明显。灌水模式对土壤溶液EC值的影响大于矿化度；两种灌水模式不同矿化度处理的SAR值变化规律基本一致。 相似文献
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The purpose of this study was to determine the effects of irrigation water salinity on soil nutrient distribution, citrus leaf nutrition and root density. Irrigation water, salinized to an EC of about 0.3,1.6, or 2.5 dS/m using a 3:1 ratio of NaCl:CaCl2 plus uniform weekly applications of liquid fertilizer, was applied through a drip system. Soil samples were taken at depths of 0–15 and 15–30 cm, both directly under the drippers and 45 cm outward from the drippers, near 8‐year old ‘Valencia’ orange trees on either Carrizo citrange or Sour orange rootstocks growing in a Candler fine sand in lysimeter tanks. In both undisturbed and uniformly mixed soil profiles, soil pH and concentrations of Na, Ca, and P were higher under the dripper than 45 cm outward from the dripper at both depths regardless of salinity level. Soil N and Cl tended to be higher outward from the drippers than near the drippers, except in undisturbed soil at the 0–15 cm depth. Increasing salinity levels in the mixed soil profile not only increased soil EC, Na, Cl, and Ca, but also increased the concentration of P and decreased the concentration of Mg. Root density of both rootstocks were increased by high salinity. Root densities and organic matter percentages were higher in soil sampled under drippers than that sampled outward from drippers. Leaf nutritional values and responses to salinity were dependent on rootstock as trees on sour orange had higher K and Ca, but lower Mg and Cl than trees on Carrizo. Although there were no nutrient deficiencies, K of trees on Carrizo citrange and Mg of trees on sour orange were rereduced by high salinity. An increase in leaf Ca concentrations when irrigated with salinized irrigation water likely minimized the effects of salt stress. 相似文献
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营养液浓度对甜瓜幼苗生长和光合特性的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
以厚皮甜瓜皇后为试材,研究了不同营养液浓度对基质积盐和甜瓜幼苗生长、光合特性的影响。结果表明,EC2mS/cm的高浓度营养液导致幼苗根际出现盐分的积累,影响幼苗光合特性;叶片细胞超微结构出现一定程度的盐害症状,细胞质空泡化,叶绿体肿胀、球形化,超微结构发生解体,净光合速率下降;但单株叶面积、叶绿素含量与营养液浓度呈正相关。因此,甜瓜穴盘育苗,营养液浓度不应超过2.0mS/cm,以保持在1.5～2.0mS/cm之间为宜。 相似文献
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为提高射流式吸肥器的吸肥性能,使其满足水肥一体化灌溉系统中的大吸肥量需求,该研究以大吸肥量和高吸肥效率为目标,对射流式吸肥器内部结构尺寸进行优化设计。选取表征吸肥器结构的4个参数即吸肥腔收缩角、吸肥腔直径、喉部直径比以及喉部收缩比作为结构优化参数,以吸肥量、进口流量比、吸肥浓度、吸肥效率作为评价吸肥器吸肥性能的4个指标,运用CFD数值模拟和试验相结合的方法,确定吸肥性能最优的结构组合参数,并利用3D打印技术制作最佳结构参数的吸肥器实体,对其在不同进口压力下的吸肥性能进行分析。结果表明:在相同进口压力下,吸肥性能评价指标随吸肥腔收缩角、吸肥腔直径和喉部直径比的增大呈先增大后减小的趋势,均存在吸肥性能峰值;而随喉部收缩比增大,吸肥量逐渐增加,进口流量比、吸肥效率、吸肥浓度值明显降低;根据模拟结果确定了吸肥器最佳结构参数组合为吸肥腔收缩角80°、吸肥腔直径22 mm、喉部直径比2.5、喉部收缩比0.2。在0.15～0.30 MPa压力范围内,吸肥器优化后相比优化前的吸肥量和吸肥效率分别增大76%～107%和22%～42%。优化后的射流式吸肥器吸肥性能得到显著提高,适用于大吸肥量需求的水肥灌溉系统。 相似文献
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肥料类型及浓度对水肥一体化浑水滴灌滴头输沙能力的影响 总被引：4，自引：4，他引：0
为研究浑水水肥一体化灌溉过程中,不同肥料对滴头输沙能力的影响,合理配置滴灌系统首部的过滤设备和设施,降低过滤设施的成本,提高滴灌系统工作效率,选取了常用的3种肥料(尿素、硫酸钾和水溶性复合肥)及其3种肥料质量分数(1%、2%和3%),在含沙量为1 g/L的浑水条件下进行间歇灌水堵塞试验,分析了滴头累积泥沙输出量、出流含沙量和泥沙输出率。结果表明:浑水施肥可以增强滴头的输沙能力,肥料类型和浓度不同,对滴头输沙能力的影响也不同。滴头输沙能力随着尿素浓度的增大而增大,当尿素质量分数为3%时,滴头输沙能力比未施肥处理增加了11%(P0.05)。滴头输沙能力随硫酸钾和复合肥浓度的增大而减小,当硫酸钾质量分数为1%时,滴头输沙能力大于未施肥处理,增大了25%;当复合肥质量分数2%时,滴头输沙能力小于未施肥处理。标准化的累积泥沙输出量与标准化的累积灌水量的拟合直线斜率也可作为滴头输沙能力的判断依据,肥料质量浓度是影响滴头输沙能力的重要因素,应根据不同的肥料类型,确定适宜的施肥浓度。研究结果对确定滴头防堵塞策略提供一定的参考。 相似文献
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咸水灌溉沙地后的水盐运移规律 总被引：18，自引：2，他引：18
实地观测不同深度土壤含水率、基质势、土壤溶液含盐率 ,利用定位通量法和盐分均衡法 ,研究了咸水小畦灌条件下塔克拉玛干沙漠土壤的水盐运移规律。结果表明 :(1)在小畦灌条件下 ,停止灌水后 2 4h ,91.2 5 %的灌水渗入 15 0cm土层以下 ;停止灌水后 72h ,96.6%的灌水渗入 15 0cm土层以下 ,此时 ,0～ 15 0cm土层土壤平均含水率为 0 .0 5 3cm3cm- 3,此后土壤含水率缓慢下降。 (2 )秋季停灌后 ,土壤表面蒸发量在 2～ 6mm。停灌后 2h ,上行水区域在 0～ 2 0cm土层 ;停灌后 60h ,上行水区域在 0～ 90cm ;此后至停灌后 14 4h ,上行水深度稳定在地下 90cm。 (3 )咸水灌溉后 ,80cm以上土层土壤溶液含盐率明显下降 ,以下土壤溶液含盐率变化不明显。停灌 2 4h后 ,0～ 15 0cm土层液相盐分储量开始降低 ,至停灌后 14 4h ,0～ 15 0cm土层液相储盐量相当于灌水前的 5 3 .46%。 (4 )停止灌水后 ,10 0cm× 10 0cm地面日平均积盐量在 13～ 3 5g。 相似文献
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The objective of this study was to investigate the effects of exposure of passionfruit plants (Passiflora edulis Sims. var edulis) to five different electrical conductivity (EC) levels (1.2, 2.3, 4.5, 6.8, and 9.0 mS/cm) of the nutrient solution on net gas exchange (Pn), content of chlorophyll, the biologically active substances, vitexin and orientin, total biomass production, and morphological traits using plants grown in a greenhouse. Important traits, such as plant height, number of internodes, and leaf number per plant were significantly influenced and showed a linear relation to the increased EC levels of the solution. The highest biomass production, chlorophyll concentration, net carbon dioxide (CO2) assimilation and leaf area were obtained at an EC of 6.8 mS/cm. At an EC level of 9.0 mS/cm, the growth of the plants was depressed and photosynthetic rate sharply declined. The highest photosynthetic rate (8.45 μmol/m2/s) was measured at an EC of 6.8 mS/cm and a photosynthetic photon flux of 1600 μmol/m2/s. The trend of photosynthesis was closely related to those of chlorophyll content, transpiration and mesophyll conductance. There was significant regression relating the shoot yield to increasing EC of the nutrient solution. The leaf chlorophyll content increased from 0.70 mg/g (75 mg/m2) at an EC of 0 to 1.74 mg/g at an EC of 6.8 mS/cm. The leaf water potential sharply declined with the increasing EC levels. The specific leaf area was high at EC of 2.3,4.5, and 6.8 mS/cm. The mean ratio of the root to the shoots decreased as EC was increased up to 6.8 mS/cm. Orientin content was the highest (168 mg %) at an EC of 9.0 mS/cm, having a linear effect, while the lowest vitexin content (36 mg %) was achieved at an EC of 6.8 mS/cm. The results suggest a positive role of increasing nutrient solution EC for orientin accumulation than to vitexin. 相似文献
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基于脉宽调制的文丘里变量施肥装置设计与试验 总被引：10，自引：5，他引：5
为利用文丘里施肥器实现变量施肥,基于脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术设计了一种水肥一体化变量施肥装置,它主要由压力变送器、文丘里施肥器、脉冲电磁阀及控制器组成。通过改变PWM的占空比对脉冲电磁阀进行控制以改变文丘里施肥器进出口压力差,从而改变文丘里施肥器的吸肥量。以压力变送器检测管道入口压力,通过试验标定的方法将入口压力转化为相应的流量信息,从而获得施肥量和施肥质量分数。在多个入口压力水平下进行了试验,试验结果表明:电磁阀PWM控制的最佳频率为6 Hz;入口流量与入口压力呈线性正相关关系,决定系数为0.9936;施肥装置的最佳入口压力范围为0.15～0.25 MPa,在此压力范围内改变PWM的占空比对电磁阀进行控制,可实现施肥质量分数在1.25%～9.13%范围内可调。 相似文献