本文主旨：在詳細(xì)分析當(dāng)前果園種植中存在問題的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套大型果園自動(dòng)生長(zhǎng)維護(hù)系統(tǒng)，包括自動(dòng)灌溉系統(tǒng)、農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)和施肥系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了果園維護(hù)系統(tǒng)的自動(dòng)化。該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅把勞動(dòng)者從繁重的勞作中解放出來，而且起到了節(jié)約能源的作用。

1大型果園生產(chǎn)現(xiàn)狀

    在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，果樹的種植收益一般遠(yuǎn)高于糧食作物，我國(guó)每年果業(yè)產(chǎn)值達(dá)1000億元以上，效益在種植業(yè)中位居第三，在農(nóng)業(yè)種植業(yè)中擁有舉足輕重的地位[1]。但是果樹種植比普通農(nóng)作物種植需要投入更多的勞動(dòng)力，果樹生長(zhǎng)的全周期都需要種植戶進(jìn)行各種勞作，澆灌、打藥及施肥等工序，每隔幾天就要重復(fù)進(jìn)行一次。目前果樹的灌溉一般采用地面漫灌，灌水量大、水分利用率低，且地面漫灌需要有人值守，人工成本高，加之地面漫灌還會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成養(yǎng)分流失，不利于果實(shí)品質(zhì)的提高，還易導(dǎo)致病蟲害頻發(fā)[2]。果樹打藥一般通過人工肩背噴霧器噴打，勞動(dòng)強(qiáng)度大且對(duì)人身傷害較大，果樹的澆灌和打藥工序費(fèi)時(shí)費(fèi)力。目前農(nóng)村勞動(dòng)力大量流失，尤其是青壯年勞動(dòng)力大部分轉(zhuǎn)移到城市，使得果園種植戶很難找到勞動(dòng)力，勞動(dòng)力成本也越來越高。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)村土地的流轉(zhuǎn)，農(nóng)田和果園會(huì)越來越規(guī)模化，自動(dòng)化的生長(zhǎng)和維護(hù)系統(tǒng)必然是適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

2大型果園自動(dòng)生長(zhǎng)維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1灌溉和施肥系統(tǒng)

    農(nóng)業(yè)是用水大戶，其中澆灌用水占農(nóng)業(yè)總用水量的80%，要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須大力發(fā)展節(jié)水灌溉[3]。目前部分果園使用的常規(guī)滴灌技術(shù)對(duì)水質(zhì)、設(shè)備的用材和管道的布置要求很高，使用維護(hù)成本也較高，而且缺乏無人值守的自動(dòng)控制設(shè)備，很難大面積推廣，因此，筆者設(shè)計(jì)了一套果園自動(dòng)灌溉系統(tǒng)（見圖1），其工作原理如下：在每?jī)尚泄麡渲g裝一行輸水管道，打開電源開關(guān)，總控制器控制打開第一行輸水管道上的總電磁閥和1號(hào)水箱的1號(hào)電磁閥，主管道中的水通過1號(hào)水箱的進(jìn)水口（見第58頁圖2）流入第一行輸水管道上的1號(hào)水箱中，當(dāng)1號(hào)水箱中的水達(dá)到水箱中位置傳感器的高度時(shí)，浮球液位計(jì)導(dǎo)軌上的浮球也達(dá)到水箱中

    位置傳感器的高度，此時(shí)位置傳感器感應(yīng)到浮球上的信號(hào)感應(yīng)裝置，將此信號(hào)反饋給總控制器，總控制器控制1號(hào)電磁閥關(guān)閉同時(shí)2號(hào)電磁閥打開，這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)水箱的水面控制；然后第一行輸水管道上2號(hào)水箱開始灌水，如此一直到第一行輸水管道上的較后一個(gè)n號(hào)水箱充滿水，n號(hào)電磁閥關(guān)閉，總控制器控制第一行輸水管道上的總電磁閥關(guān)閉，同時(shí)控制第二行輸水管道上的總電磁閥打開，第二行輸水管道開始輸水作業(yè)。重復(fù)上述過程直到較后一行較后一個(gè)水箱充滿水，輸水完成，關(guān)閉電源。

    圖2中水箱里的水分別沿著水箱底部的4個(gè)出水口流入滲水管（見圖3）中輸入到果樹的根部，每個(gè)出水口的上方裝有過濾網(wǎng)，可以濾掉比較大的雜物以防堵塞管道，每個(gè)水箱可同時(shí)對(duì)4顆果樹進(jìn)行滲透式澆灌。水箱被容器蓋蓋住，容器蓋可拆，方便定期對(duì)水箱進(jìn)行清洗，防止出入水口堵塞。整個(gè)管道埋設(shè)在地下，不會(huì)影響地面其他機(jī)械作業(yè)。下雨時(shí)水箱也可作為蓄水箱使用；也可將水溶性固體肥料預(yù)先倒入水箱內(nèi)，再按上述過程進(jìn)行輸水澆灌同時(shí)起到施肥的作用。

    該自動(dòng)灌溉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，成本較低，節(jié)水效果好，而且不需要人工值守，工作效率較高。

2.2農(nóng)藥噴灑和葉面施肥系統(tǒng)

    人工肩背噴霧器勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)人體傷害也大。農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)（見圖4）只需要預(yù)先調(diào)配好農(nóng)藥濃度，噴射過程不需要人工參與。其工作原理：在每行果樹中每隔幾米安裝支撐柱，支撐柱上方有V型支架，單行輸水管道由支撐柱支撐，輸水管道上裝有若干個(gè)旋轉(zhuǎn)噴頭，噴頭裝在果樹的正上方，容器內(nèi)裝有配制好的農(nóng)藥，容器上帶有加壓水泵，農(nóng)藥經(jīng)加壓泵加壓后，注入果樹上方輸水管中，配制好的農(nóng)藥通過果樹上方輸水管上安裝的旋轉(zhuǎn)噴頭噴射到果樹枝葉上。葉面施肥和噴灑澆灌也可通過這種方式完成。容器可做成固定式的，也可在底部安裝輪子做成移動(dòng)式的。第一行果樹噴灑農(nóng)藥作業(yè)完成后，將容器移動(dòng)到第二行進(jìn)行相同的作業(yè)。

3結(jié)束語

    隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來越依靠自動(dòng)化，該生長(zhǎng)維護(hù)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，節(jié)省了勞動(dòng)力，節(jié)約了水電能。該系統(tǒng)除可用于果園外，還可用于枸杞或大棗等大型種植園的灌溉和農(nóng)藥噴灑。下一步將根據(jù)使用情況進(jìn)行改進(jìn)，如農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)容器的改進(jìn)設(shè)計(jì)等。

 

 

 

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