一、項目背景
我國水資源總量不足，時空分布不均，干早缺水嚴重制約著農(nóng)業(yè)發(fā)展。大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，實施化肥使用量零增長行動，推廣普及水肥一體化等農(nóng)田節(jié)水技術，全面提升農(nóng)田水分生產(chǎn)效率和化肥利用率，是保障國家糧食安全、發(fā)展現(xiàn)代節(jié)水型農(nóng)業(yè)、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
水肥一體化技術是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的一項綜合管理技術措施之一。具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能，省工、高效、環(huán)保等諸多特點和優(yōu)點，使的該技術在世界范圍內(nèi)得到快速推廣應用。水肥一體化的核心是實現(xiàn)灌溉和施肥同步進行，不需要人工操作便可以自動進行灌溉。而想要發(fā)揮最大作用便離不開科學的規(guī)劃設計，從實際情況看，水肥一體化實施要在進行充分調(diào)研的基礎上，弄清農(nóng)田環(huán)境情況，根據(jù)農(nóng)田附近的水源、地形、作物情況等進行科學的規(guī)劃，從而節(jié)約安裝成本。
二、 解決方案
1、水肥一體化技術介紹
水肥一體化技術是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中水肥科學應用的一個新概念，是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術。具體來說，水肥一體化就是借助壓力系統(tǒng)（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過管道、噴槍或噴頭形成噴灌、均勻、定時、定量，噴灑在作物發(fā)育生長區(qū)域，使主要發(fā)育生長區(qū)域土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據(jù)不同作物的需肥特點、土壤環(huán)境、養(yǎng)分含量狀況以及需肥規(guī)律情況進行不同生育期的需求設計，把水分、養(yǎng)分、定時定量、按比例直接提供給作物的一種新型農(nóng)業(yè)技術。
水肥一體化系統(tǒng)的工作原理：水肥一體化系統(tǒng)通過土壤濕度傳感器來監(jiān)測土壤中的水分，當系統(tǒng)監(jiān)測到土壤水分低于標準值的時候，系統(tǒng)可以自動打開灌溉系統(tǒng)，為農(nóng)作物進行灌溉，當土壤水分達到標準以后，系統(tǒng)又可以自動關閉灌溉系統(tǒng)，用戶只需要提前設定好土壤水分的標準數(shù)據(jù)，就能實現(xiàn)自動化灌溉。另外水肥一體化系統(tǒng)對于施肥的控制也是根據(jù)傳感器監(jiān)測的，通過土壤養(yǎng)分傳感器，監(jiān)測土壤中的氮磷鉀含量，當檢測到土壤中的養(yǎng)分低于標準值，系統(tǒng)可以自動打開施肥系統(tǒng)，為土壤施肥，從而實現(xiàn)自動化施肥。
與常規(guī)施肥方法相比較，通過水肥一體化系統(tǒng)進行施肥具有以下明顯的優(yōu)點：
（1）節(jié)水：應用水肥一體化技術，由傳統(tǒng)的澆地變成了澆作物。水肥一體化技術可減少水分的下滲和蒸發(fā)，提高水分利用率，微灌施肥與大水漫灌相比，節(jié)水率達50-70%。
（2）節(jié)肥：在水肥一體化技術條件下，溶解后的肥料被直接輸送到作物根系最集中部位，充分保證了根系對養(yǎng)分的快速吸收。在產(chǎn)量相近或相同的情況下，水肥一體化技術與傳統(tǒng)施肥技術相比節(jié)省化肥40%-50%。
（3）省工：大量節(jié)省施肥勞力，比傳統(tǒng)施肥方法節(jié)省90%以上。施肥速度快，千畝面積的施肥可以在1天內(nèi)完成；一個人可以輕松管理千畝農(nóng)場灌溉和施肥。
（4）增產(chǎn)：使用水肥一體化技術能夠精確地給植物提供養(yǎng)分，做到了植物養(yǎng)分利用率最大化，因此可以達到作物增產(chǎn)，增加經(jīng)濟效益的效果。
（5）改善作物品質(zhì)：采用水肥一體化技術可以做到在各種植物的不同生長期提供作物所必需的各種養(yǎng)分，避免各種元素之間的拮抗反應，做到各種元素的均衡，顯著地增加產(chǎn)量和提高品質(zhì)，增強作物抵御不良天氣的能力；滴灌施肥由于精確的水肥供應，作物生長速度快，可以提前進入結果期或早采收。
（6）減少病蟲害：滴灌施肥可以減少病害的傳播，特別是隨水傳播的病害，如枯萎病。因為滴灌是單株灌溉的。滴灌時水分向土壤入滲，地面相對干燥，降低了株行間濕度，發(fā)病也會顯著減輕，滴灌可以滴入農(nóng)藥，對土壤害蟲、線蟲、根部病害有較好的防治作用。
（7）充分利用土地：采用水肥一體化技術可以充分利用和開發(fā)邊緣土地可利用邊際土壤種植作物，如沙地、高山陡坡地、輕度鹽堿地等。
（8）減少環(huán)境污染：采用水肥一體化技術可以最大化的利用氮元素，減少硝態(tài)氮的淋失，并且可以大大地減少硝酸鹽對地下水的污染，減少因施肥帶來的面源污染，減少農(nóng)藥使用降低對環(huán)境的污染。
（9）靈活施肥：靈活、方便、準確地控制施肥時間和數(shù)量；滴灌施肥可以根據(jù)作物的需肥規(guī)律施肥。吸收量大的時候多施肥，吸收少時少施肥。很多作物封行時正是需肥高峰期，但人進不了田間，無法追肥（如馬鈴薯、甘蔗、菠蘿等），而滴灌則不受限制，可以隨時追肥。
（10）減少雜草生長：滴灌施肥只濕潤根層，行間沒有水肥供應，雜草生長也會顯著減少。
（11）調(diào)節(jié)土溫：冬季土溫低，可以將水加溫，通過滴灌滴到根部，提高土溫。在溫室大棚有很強的應用性。
（12）解決根部缺氧問題：對于較粘重土壤，將滴灌管埋于一定土層深度，通過空氣壓縮機向土壤灌氣，解決根部缺氧問題。
（13）避免高溫對根的傷害：由于滴灌容易做到精確的水肥調(diào)控，在土層深厚的情況下，可以將根系引入土壤底層，避免夏季土壤表面的高溫對根系的傷害。
2、水肥一體化系統(tǒng)組成
水肥一體化系統(tǒng)通常包括灌溉首部樞紐、環(huán)境墑情監(jiān)測和田間輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)等三部分，實際生產(chǎn)中由于供水條件和灌溉要求不同，施肥系統(tǒng)可能僅由部分設備組成。
3、首部樞紐系統(tǒng)
首部樞紐的作用是從水源取水、增壓，并將其處理成符合灌溉施肥要求的水流輸送到田間系統(tǒng)中去，主要包括加壓設備（水泵、動力機）、過濾設備、施肥設備（水肥一體機）、控制與測量設備和自動化控制設備等。首部樞紐擔負著整個系統(tǒng)的驅(qū)動、檢控和調(diào)控任務，是全系統(tǒng)的控制調(diào)度中心。
3.1加壓設備
加壓設備的作用是滿足灌溉施肥系統(tǒng)對管網(wǎng)水流的工作壓力和流量要求。加壓設備包括水泵及向水泵提供能量的動力機。水泵主要有離心泵、潛水泵等，動力機可以是柴油機、電動機等。在井灌區(qū)，如果是小面積使用灌溉施肥設備，最好使用變頻器。在有足夠自然水源的地方可以不安裝加壓設備，利用重力進行灌溉。
（1）泵房
加壓設備一般安裝在泵房內(nèi)，根據(jù)灌溉設計要求確定型號類別，除深井供水外，一般都需要建造一座相應面積的水泵用房，并能提供一定的操作空間。水泵用房一般是磚混結構，也存在活動房形式，主要功能是避雨防盜，方便灌溉施肥器材的擺放。
（2）水泵
水泵的選取對整個灌溉系統(tǒng)的正常運行起著至關重要的作用。水泵選型原則是：在設計揚程下，流量滿足灌溉設計流量要求；在長期運行過程中，水泵的工作效率要調(diào)幅，而且經(jīng)常在最高效率點的右側運行為最好，便于運行管理。
在選擇水泵時，首先要確定流量，在設計時計算出整個灌溉系統(tǒng)所需的總的供水量，確保水源的供水量能夠滿足系統(tǒng)所需的水量。按照設計水泵的設計流量選擇稍大于所需水量即可。如果已知所用灌水器的數(shù)量，也可以根據(jù)灌水器的設計流量，計算出整個灌溉系統(tǒng)所需要的供水量。這里所得的系統(tǒng)流量為初定值。之后按照制定的灌溉制度選擇管路水力損失最大的管路，根據(jù)灌水器的設計流量從管路的末端依次推算出主干管進口處的流量，該流量即為所需水泵的設計流量。其次是水泵揚程的確定。水泵揚程的計算需要計算系統(tǒng)內(nèi)管路水頭損失最大的管路水頭損失值，按照下列公式計算水泵所需的揚程。
離心泵：H泵 = h泵 + ΔZ + f進
潛水泵：H泵 = h1 + h2 + h3
式中，H泵為系統(tǒng)總揚程；h泵為水泵出口所需最大壓力水頭；ΔZ為水泵出口軸心高程與水源水位的平均高差；f進為進水管的水頭損失；h1為井口所需最大壓力水頭；h2為井下管路水頭損失；h3為井的動水位到井口的高程差。
（3）負壓變頻供水
通常溫室和大田灌溉都是用水泵將水直接從水源中抽取加壓使用，無論用水量大小，水泵都是滿負荷運轉(zhuǎn)，所以當用水量較小時，所耗的電量與用水量大時一樣，容易造成極大的浪費。
負壓變頻供水設備能根據(jù)供水管網(wǎng)中瞬時變化的壓力和流量參數(shù)，自動改變水泵的臺數(shù)和電機運行轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)恒壓變量供水的目的。水泵的功率隨用水量變化而變化，用水量大，水泵功率自動增大；用水量小，水泵功率自動減小，能節(jié)電50%，從而達到高效節(jié)能的目的。
負壓變頻供水設備由變頻控制柜、離心水泵、真空引水罐、遠傳壓力表、引水筒、底閥等部件組成。電機功率一般為5.5千瓦、7.5千瓦、11千瓦，一臺變頻控制水泵數(shù)量從一控二到一控四，可以根據(jù)現(xiàn)場實際用水量確定。其中11千瓦組合一定要注意電源電壓。
變頻恒（變）壓供水設備控制柜，是對供水系統(tǒng)中的泵組進行閉環(huán)控制的機電一體化成套設備。該設備采用工業(yè)微機可變程序控制器和數(shù)字變頻調(diào)整技術，根據(jù)供水系統(tǒng)中瞬時變化的流量和相應的壓力，自動調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速和運行臺數(shù)，從而改變水泵出口壓力和流量，使供水管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力按設定壓力保持恒定，達到提高供水品質(zhì)和高效節(jié)能的目的。
控制柜適用于各種無高層水塔的封閉式供水場合的自動控制，具有壓力恒定、結構簡單、操作簡便、使用壽命長、高效節(jié)能、運行可靠、使用功能齊全及完善的保護功能等特點。
3.2過濾設備
過濾設備的作用是將灌溉水中的固體顆粒（砂石、肥料沉淀物及有機物）濾去，避免污物進入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)和灌水器堵塞。
過濾設備根據(jù)所用的材料和過濾方式可分為網(wǎng)式過濾器、疊片式過濾器、砂石過濾器、離心分離器等。在選擇過濾設備時要根據(jù)灌溉水源的水質(zhì)、水中污物的各類、雜質(zhì)含量，結合各種過濾設備的規(guī)格、特點及本身的抗堵塞性能，進行合理的選取。
（1）網(wǎng)式過濾器
網(wǎng)式過濾器是微灌系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種簡單而有效的過濾設備，它的過濾介質(zhì)有塑料、尼龍篩網(wǎng)或不銹鋼篩網(wǎng)。
網(wǎng)過濾器主要由篩網(wǎng)、殼體、頂蓋等部分組成。篩網(wǎng)的孔徑大小（即網(wǎng)目數(shù)）決定了過濾器的過濾能力。由于通過過濾器篩網(wǎng)的污物顆粒會在灌水器的孔口或流道內(nèi)相互擠在一起而堵塞灌水器，因而一般要求所選用的過濾器濾網(wǎng)的孔徑大小應為所使用的灌水器孔徑的1/10～1/7。
（2）疊片式過濾器
疊片式過濾器是由大量的很薄的圓形片重疊起來，并鎖緊形成一個圓柱形濾芯，每個圓形疊片的兩個面分布著許多濾槽，當水流經(jīng)過這些疊片時，利用盤壁和濾槽來攔截雜質(zhì)污物。這種類型的過濾器過濾效果要優(yōu)于網(wǎng)式過濾器，其過濾能力在40～400目之間可用于初級和終級過濾，但當水源水質(zhì)較差時不宜作為初級過濾，否則清洗次數(shù)過多，反而帶來不便。
（3）離心過濾器
離心過濾器又稱為旋流水砂分離過濾器或渦流式水砂分離器，是由高速旋轉(zhuǎn)水流產(chǎn)生的離心力，將砂粒和其他較重的雜質(zhì)從水體中分離出來，它內(nèi)部沒有濾網(wǎng)，也沒有可拆卸的部件，保養(yǎng)維護很方便。這類過濾器主要應用于高含砂量水源的過濾，當水中含沙量較大時，應選擇離心過濾器為主過濾器。它由進水口、出水口、旋渦室、分離室、儲污室和排污口等部分組成。
離心式過濾器的工作原理是當壓力水流從進水口以切線方向進入旋渦室后做旋轉(zhuǎn)運動，水流在做旋轉(zhuǎn)運動的同時也在重力作用下向下運動，在旋流室內(nèi)呈螺旋狀運動，水中的泥沙顆粒和其他固體物質(zhì)在離心力的作用下被拋向分離室殼壁上，在重力作用下沿壁面漸漸向下移動，向儲污室中匯集。在儲污室內(nèi)斷面增大，水流速度下降，泥沙顆粒受離心力作用減小，受重力作用加大，最后深沉下來，再通過排污管排出過濾器。而在旋渦中心的凈水速度比較低，位能較高，于是作螺旋運行上升經(jīng)分離器頂部的出水口進入灌溉管道系統(tǒng)。
（4）砂石過濾器
砂石過濾器又稱介質(zhì)過濾器。它是利用砂石作為過濾介質(zhì)進行過濾的，一般選用玄武巖砂床或石英砂床，砂礫的粒徑大小根據(jù)水質(zhì)狀況、過濾要求及系統(tǒng)流量確定。砂石過濾器對水中的有機雜質(zhì)和無機雜質(zhì)的濾出和存留能力很強，并可不間斷供水。當水中有機物含量較高時，無論無機物含量有多少，均應選用砂石過濾器。砂石過濾器的優(yōu)點是過濾能力強，適用范圍很廣，不足之處在于占的空間比較大、造價比較高。它一般用于地表水源的過濾，使用時根據(jù)出水量和過濾要求可選擇單一過濾器或兩個以上的過濾器組進行過濾。
砂石過濾器主要由進水口、出水口、過濾器殼體、過濾介質(zhì)砂礫和排污孔等部分組成。其工作原理是當水由進水口進入過濾器并經(jīng)過砂石過濾床時，因過濾介質(zhì)間的孔隙曲折而又小，水流受阻流速減小，水源中所含雜質(zhì)就會被阻擋而沉淀或附著到過濾介質(zhì)表面，從而起到過濾作用，經(jīng)過濾后的干凈水從出水口進入灌溉管道系統(tǒng)。當過濾器兩端壓力差超過30～50千帕時，說明過濾介質(zhì)被污物堵塞嚴重，需要進行反沖洗。反沖洗是通過過濾器控制閥門，使水流產(chǎn)生逆向流動，將以前過濾阻攔下來的污物通過排污口排出。
3.3過濾器的選型
過濾器在微灌系統(tǒng)中起著非常重要的作用，不同類型的過濾器對不同雜質(zhì)的過濾能力不同，在設計選型時一定要根據(jù)水源的水質(zhì)情況、系統(tǒng)流量及灌水器要求選擇既能滿足系統(tǒng)要求，且操作方便的過濾器類型及組合。過濾器選型一般有以下步驟：
第一步，根據(jù)灌溉水雜質(zhì)種類及各類雜質(zhì)的含量選擇過濾器類型。地面水（江河、湖泊、塘庫等）一般含有較多的砂石和有機物，宜選用砂石過濾器作為一級過濾，如果雜質(zhì)體積比較大，還需要用攔污柵作初級攔污過濾；如果含沙量大，還需要設置沉沙池作初級攔污過濾。地下水（井水）雜質(zhì)一般以砂石為主，宜選用離心式過濾器作為一級過濾。無論是砂石過濾器還是離心式過濾器，都可以根據(jù)需要選用篩網(wǎng)式過濾器或疊片式過濾器作為二級過濾。對于水質(zhì)較好的水源，可直接選用篩網(wǎng)式或疊片式過濾器。下圖總結了不同類型過濾器對去除澆灌水中不同污物的有效性。
注：控制過濾器指二級過濾器。A為第一選擇方案；B為第二選擇方案；C為第三選擇方案。
第二步，根據(jù)灌溉系統(tǒng)所選灌水器對過濾器的能力要求確定過濾器的目數(shù)大小。一般來說，微噴要求80～100目過濾，滴灌要求100～150目過濾。
第三步，根據(jù)系統(tǒng)流量確定過濾器的過濾容量。
第四步，確定沖洗類型：在有條件的情況下，建議采用自動反沖洗類型，以減少維護和工作量。特別是勞力短缺及灌溉面積大時，自動反沖洗過濾器應優(yōu)先考慮。
第五步，考慮價格因素：對于具有相同過濾效果的不同過濾器來說，選擇過濾器時主要考慮價格高低，一般砂介質(zhì)過濾器是最貴的，而疊片或篩網(wǎng)過濾器則是相對便宜的。
3.4控制和測量設備
為了確保灌溉施肥系統(tǒng)正常運行，首部樞紐中還必須安裝控制裝置、保護裝置、量測裝置，如進排氣閥、逆止閥、壓力表和水表等。
（1）控制部件
控制部件的作用是控制水流的流向、流量和總供水量，它是根據(jù)系統(tǒng)設計灌水方案，有計劃地按要求的流量將水流分配輸送至系統(tǒng)的各部分，主要有各種閥門和專用給水部件。
1）給水栓
給水栓是指地下管道系統(tǒng)的水引出地面進行灌溉的放水口，根據(jù)閥體結構形式可分為移動式給水栓、半固定式給水栓和固定式給水栓。
2）閥門
閥門是噴灌系統(tǒng)必用的部件，主要有閘閥、蝶閥、球閥、截止閥、止回閥、安全閥、減壓閥等。
在同一灌溉系統(tǒng)中，不同的閥門起著不同的作用，使用時可根據(jù)實際情況選用不同類型的閥門，下圖列出了各類閥門的作用及特點，在選擇時供參考。
水肥一體機功能
智能水肥一體機主要的功能有兩個，自動灌溉和自動施肥。完全不用依靠人力自動化實現(xiàn)。
（1）自動施肥
智能水肥一體機對于施肥是根據(jù)傳感器決定的，通過土壤氮磷鉀傳感器獲取到的數(shù)據(jù)，可以實時監(jiān)測土壤的養(yǎng)分情況，為施肥提供參考依據(jù)，當土壤養(yǎng)分低于設定設定的標準值時，系統(tǒng)就能自動打開水肥一體機進行施肥操作，當土壤養(yǎng)分達到設定的標準值時，系統(tǒng)又可以自動關閉水肥一體機設備。
（2）自動灌溉
智能水肥一體機對于灌溉和施肥原理是一樣的，通過土壤水分傳感器，可以實時監(jiān)測土壤水分信息，當土壤水分低于設置的標準值時，系統(tǒng)就會自動打開灌溉設備，當土壤中水分數(shù)據(jù)達到設定的標準值時，系統(tǒng)又會自動個關閉灌溉設備。無論是灌溉還是施肥，都是依靠水肥一體機中的自動控制單元來全自動控制的，無需人力參與。
水肥一體機類型
我公司水肥一體機根據(jù)可同時施肥種類的數(shù)量分為：單通道、三通道、四通道及其它定制通道數(shù)。
水肥一體機接入方案
直通式：以水肥機內(nèi)增壓泵作為輸水動力，適用于現(xiàn)有灌溉西無水泵的情況。
旁通式：現(xiàn)有灌溉系統(tǒng)已有水泵的情況下，可以采用旁通式接入法。
4、環(huán)境墑情監(jiān)測系統(tǒng)
系統(tǒng)通過智能傳感器設備不僅能采集作物土壤的溫濕度、PH值、EC值及氮、磷、鉀等環(huán)境數(shù)據(jù)，而且還能通過本體感知傳感器來智能獲取作物的生長快慢和生理狀態(tài)。通過對采集到的數(shù)據(jù)分析，可判斷出農(nóng)作物在此生長階段對水肥的需求，從而指導用戶更加科學合理地調(diào)控生產(chǎn)環(huán)境，以達到作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。
根據(jù)作物品種類型，公司農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專家將選擇合適的傳感器進行安裝部署，主要類型如下：
環(huán)境感知傳感器：
本體感知傳感器
5、輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)
輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)的作用是將首部處理過的水，按照要求輸送到灌水單元和灌水器，包括干管、支管和毛管三級管道。毛管是微灌系統(tǒng)的最末一級管道，其上安裝或連接灌水器。在滴灌系統(tǒng)中，毛管即為滴灌管，在微噴系統(tǒng)中，毛管上安裝微噴頭。灌水器是利用壓力系統(tǒng)按照作物需水要求，通過配水管道系統(tǒng)將水和作物生長所需肥水養(yǎng)分以均勻地、準確地直接輸送到植物、作物根部的土壤表面或土層中，使作物根部的土壤經(jīng)常保持在最佳水、肥、氣狀態(tài)的灌水用器。
常用的灌溉有噴灌、微噴灌和滴灌，微噴灌和滴灌簡稱微灌。目前生產(chǎn)實踐中應用廣泛且具有比較完整理論體系的主要是微灌技術。
微灌系統(tǒng)的分類
（1）根據(jù)輸配水管道是否移動及毛管在田間的布置方式分類
可以將微灌系統(tǒng)分為地面固定式微灌系統(tǒng)、地下固定式微灌系統(tǒng)、移動式微灌系統(tǒng)和間歇式微灌系統(tǒng)4種形式。
1）地面固定式微灌系統(tǒng)
毛管布置在地面，干管、支管埋入地下，在整個灌水季節(jié)首部樞紐固定不動，毛管和灌水器也不移動的系統(tǒng)稱為地面固定式微灌系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要用于灌水次數(shù)頻繁、行距較寬、經(jīng)濟價值較高的果園。地面固定式微灌系統(tǒng)一般使用流量為4～8升/小時的單出水口滴頭或流量為2～8升/小時的多出水口滴頭，也可以用微噴頭。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是安裝、拆卸、清洗毛管和灌水器比較方便，易于管理和維修，便于檢查土壤濕潤和測量滴頭流量變化的情況，也易于實現(xiàn)自動化。缺點是毛管和灌水器容易損壞和老化，還會影響到其他農(nóng)事作業(yè)，設備的利用率也較低。在丘陵山區(qū)，地面坡度陡，地形復雜的地區(qū)一般安裝固定式微灌系統(tǒng)。
2）地下固定式微灌系統(tǒng)
近年來，隨著微灌技術的改進和提高，微灌的堵塞現(xiàn)象減少，采用了將毛管和灌水器（主要是使用滴頭）或滲灌管全部埋入地下的系統(tǒng)。與地面固定式系統(tǒng)相比，地下微灌系統(tǒng)的優(yōu)點是免除了毛管在作物種植和收獲前后安裝和拆卸的工作，不影響其他農(nóng)事作業(yè)，延長了設備的使用壽命。缺點是不能檢查土壤濕潤和灌水器堵塞情況，設備利用率低，一次投資較高。
3）移動式微灌系統(tǒng)
按移動毛管的方式不同，移動式微灌系統(tǒng)可分為機械移動和手工移動兩種。與固定式微灌系統(tǒng)相比，移動式微灌系統(tǒng)節(jié)省了大量毛管和滴頭或微噴頭，從而降低了微灌工程的投資，缺點是需要勞力多。
4）間歇式微灌系統(tǒng)
間歇式微灌系統(tǒng)又稱脈沖式微灌系統(tǒng)。工作方式是系統(tǒng)每隔一定時間灌水一次，灌水器的流量比普通的流量大4～10倍。間歇式微灌系統(tǒng)使用的灌水器孔口較大，減少了堵塞，而且間隔灌水避免了地面徑流的產(chǎn)生和深層滲漏損失。缺點是灌水器制造工藝要求較高。
（2）根據(jù)灌水器的不同分類
可將微灌系統(tǒng)分為微噴灌、滴灌、涌泉灌溉和滲灌4種形式。
1）微噴灌
微噴灌是通過低壓管道將有壓水流輸送到田間，再通過直接安裝在毛管上或與毛管連接的微噴頭或微噴帶將灌溉水噴灑在土壤表面的一種灌溉方式。灌水時水流以較大的流速由微噴頭噴出，在空氣阻力的作用下粉碎成細小的水滴降落在地面或作物葉面，其霧化程度比噴灌要大，流量比噴灌小，比滴灌大，介于噴灌與滴灌之間。
2）滴灌
滴灌由于滴頭流量小，水分緩慢滲入土壤，因而在滴灌條件下，除緊靠滴頭下面的土壤水分處于飽和狀態(tài)外，其他部位均處于非飽和狀態(tài)，土壤水分主要借助毛管張力作用入滲和擴散，若灌水時間控制得好，基本沒有下滲損失，而且滴灌時土壤表面濕潤面積小，有效減少了蒸發(fā)損失，節(jié)水效果非常明顯?？刹捎玫喂噙M行灌溉的作物種類很多，如葡萄、桃、梨、香蕉、蘋果、草莓、板栗、柑橘、荔枝、龍眼等果樹。滴灌技術發(fā)展到現(xiàn)在，已不僅僅是一種高效灌水技術，它與其他施肥、覆膜等農(nóng)技措施相結合，已成為一種現(xiàn)代化的綜合栽培技術。
3）涌泉灌溉
涌泉灌溉是通過安裝在毛管上的涌水器形成的小股水流，以涌泉方式濕潤作物附近土壤的一種灌水形式，也稱為小管出流灌溉。涌泉灌溉的流量比滴灌和微噴灌大，一般都超過土壤的入滲速度。為了防止產(chǎn)生地面徑流，需要在涌水器附近挖一小水坑或滲水溝以分散水流。涌泉灌溉尤其適合于果園和植樹造林林木的灌溉。
4）滲灌
滲灌技術是繼噴灌、滴灌之后的又一節(jié)水灌溉技術。滲灌是一種地下微灌形式，是在低壓條件下，通過埋于作物根系活動層的灌水器（微孔滲灌管），根據(jù)作物的生長需水量定時定量地向土壤中滲水供給作物。滲灌系統(tǒng)全部采用管道輸水，灌溉水是通過滲灌管直接供給作物根部，地表及作物葉面均保持干燥，作物棵間蒸發(fā)減至最小，計劃濕潤層土壤含水率均低于飽和含水率，因此，滲灌技術水的利用率是目前所有灌溉技術中最高的。滲灌主要適用于地下水較深、地下水及土壤含鹽量較低，灌溉水質(zhì)較好、濕潤土層透水性適中的地區(qū)。
滲灌技術的優(yōu)點在于：地表不見水、土壤不板結、土壤透氣性好、改善生態(tài)環(huán)境、節(jié)約肥料、系統(tǒng)投資低等。統(tǒng)計資料表明，滲灌水的田間利用率可達95%，滲灌比漫灌節(jié)水75%、比噴灌節(jié)水25%。但缺點是毛管容易堵塞，且易受植物根系的影響，植物根系具有很強的穿透力，尤其是植物根系具有趨水性，即根系的生長會朝水分條件較好的方向伸展，因而隨著時間的延續(xù)，植物根系會在滲灌毛管附近更密集，且有些植物根系會鉆進滲灌管的毛細孔內(nèi)破壞毛管。
三、智能灌溉施肥系統(tǒng)平臺
智能灌溉施肥系統(tǒng)，能夠執(zhí)行精確的施肥控制過程，是一款直接連接到灌溉主管路前端或通過旁通管路連接到灌溉區(qū)域的施肥系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以與任何灌溉系統(tǒng)或任何灌溉首部簡單而快速的相連接，可用于已建成的農(nóng)田灌溉和溫室灌溉中。
功能特點：
（1）信息采集
a.溫度、濕度、光照、光合有效輻射、雨量、風速、風向、氣壓等設備監(jiān)控和采集作物生長的環(huán)境參數(shù)，并提供相對應措施?？梢约皶r掌握農(nóng)作物生長情況，當農(nóng)作物因這些因素生長受限，用戶可快速反應，采取應急措施；
b.使用雨量、風速、風向、氣壓傳感器可收集大量氣象信息，當這些信息超出正常值范圍，用戶可及時采取防范措施，減輕自然災害帶來的損失。
c.檢測土壤溫度、水分、水位是為了實現(xiàn)合理灌溉，杜絕水源浪費和大量灌溉導致的土壤養(yǎng)分流失。
d.檢測氮磷鉀、溶氧、PH值信息，是為了全面檢測土壤養(yǎng)分含量，準確指導水田合理施肥，提高產(chǎn)量，避免由于過量施肥導致的環(huán)境問題。
（2）作物生長區(qū)域視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控是指安裝攝像機通過同軸視頻電纜將圖像傳輸?shù)娇刂浦鳈C，實時得到植物生長信息，在監(jiān)控中心或異地互聯(lián)網(wǎng)上即可隨時看到作物的生長情況，以做好病蟲害防治及園區(qū)大棚監(jiān)控。
（3）報警系統(tǒng)
系統(tǒng)可以指定用戶在主機系統(tǒng)上對每一個傳感器配置設定合理范圍，當水源、地面、地下或水下信息超出設定范圍時，報警系統(tǒng)可將田間信息通過手機短息和彈出到主機界面兩種方式告知用戶。用戶可通過視頻監(jiān)控查看田間情況，然后采取合理方式應對田間具體發(fā)生狀況。
（4）智能控制
智能控制中心通過接收的數(shù)據(jù)來分析田間作物的環(huán)境情況，并且可以控制灌溉設備進行下一步的動作。
（5）軟件平臺
軟件端主要實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)實時查看、自動化控制及各類預警功能。
四、案例展示
