大型果園自動生長維護係統的開發
發布時間:2019-03-25 發布作者:
本文主旨:在詳細分析當前果園種植中存在問題的基礎上,設計了一套大型果園自動生長維護係統,包括自動灌溉係統、農藥噴灑係統和施肥係統,基本實現了果園維護係統的自動化。該係統的應用不僅把勞動者從繁重的勞作中解放出來,而且起到了節約能源的作用。
1大型果園生產現狀
在農業生產中,果樹的種植收益一般遠高於糧食作物,我國每年果業產值達1000億元以上,效益在種植業中位居第三,在農業種植業中擁有舉足輕重的地位[1]。但是果樹種植比普通農作物種植需要投入更多的勞動力,果樹生長的全周期都需要種植戶進行各種勞作,澆灌、打藥及施肥等工序,每隔幾天就要重複進行一次。目前果樹的灌溉一般采用地麵漫灌,灌水量大、水分利用率低,且地麵漫灌需要有人值守,人工成本高,加之地麵漫灌還會破壞土壤結構,造成養分流失,不利於果實品質的提高,還易導致病蟲害頻發[2]。果樹打藥一般通過人工肩背噴霧器噴打,勞動強度大且對人身傷害較大,果樹的澆灌和打藥工序費時費力。目前農村勞動力大量流失,尤其是青壯年勞動力大部分轉移到城市,使得果園種植戶很難找到勞動力,勞動力成本也越來越高。隨著我國農業結構的調整,農村土地的流轉,農田和果園會越來越規模化,自動化的生長和維護係統必然是適應農業生產的發展趨勢。
2大型果園自動生長維護係統的設計
2.1灌溉和施肥係統
農業是用水大戶,其中澆灌用水占農業總用水量的80%,要實現現代農業的可持續發展,必須大力發展節水灌溉[3]。目前部分果園使用的常規滴灌技術對水質、設備的用材和管道的布置要求很高,使用維護成本也較高,而且缺乏無人值守的自動控製設備,很難大麵積推廣,因此,筆者設計了一套果園自動灌溉係統(見圖1),其工作原理如下:在每兩行果樹之間裝一行輸水管道,打開電源開關,總控製器控製打開第一行輸水管道上的總電磁閥和1號水箱的1號電磁閥,主管道中的水通過1號水箱的進水口(見第58頁圖2)流入第一行輸水管道上的1號水箱中,當1號水箱中的水達到水箱中位置傳感器的高度時,
浮球香蕉视频在线网址導軌上的浮球也達到水箱中
位置傳感器的高度,此時位置傳感器感應到浮球上的信號感應裝置,將此信號反饋給總控製器,總控製器控製1號電磁閥關閉同時2號電磁閥打開,這個過程實現水箱的水麵控製;然後第一行輸水管道上2號水箱開始灌水,如此一直到第一行輸水管道上的較後一個n號水箱充滿水,n號電磁閥關閉,總控製器控製第一行輸水管道上的總電磁閥關閉,同時控製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。重複上述過程直到較後一行較後一個水箱充滿水,輸水完成,關閉電源。
圖2中水箱裏的水分別沿著水箱底部的4個出水口流入滲水管(見圖3)中輸入到果樹的根部,每個出水口的上方裝有過濾網,可以濾掉比較大的雜物以防堵塞管道,每個水箱可同時對4顆果樹進行滲透式澆灌。水箱被容器蓋蓋住,容器蓋可拆,方便定期對水箱進行清洗,防止出入水口堵塞。整個管道埋設在地下,不會影響地麵其他機械作業。下雨時水箱也可作為蓄水箱使用;也可將水溶性固體肥料預先倒入水箱內,再按上述過程進行輸水澆灌同時起到施肥的作用。
該自動灌溉係統結構簡單,施工方便,成本較低,節水效果好,而且不需要人工值守,工作效率較高。
2.2農藥噴灑和葉麵施肥係統
人工肩背噴霧器勞動強度大,對人體傷害也大。農藥噴灑係統(見圖4)隻需要預先調配好農藥濃度,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,輸水管道上裝有若幹個旋轉噴頭,噴頭裝在果樹的正上方,容器內裝有配製好的農藥,容器上帶有加壓水泵,農藥經加壓泵加壓後,注入果樹上方輸水管中,配製好的農藥通過果樹上方輸水管上安裝的旋轉噴頭噴射到果樹枝葉上。葉麵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式的。第一行果樹噴灑農藥作業完成後,將容器移動到第二行進行相同的作業。
3結束語
隨著我國農業的發展和農業結構的調整,農業的發展越來越依靠自動化,該生長維護係統基本實現了自動化控製,節省了勞動力,節約了水電能。該係統除可用於果園外,還可用於枸杞或大棗等大型種植園的灌溉和農藥噴灑。下一步將根據使用情況進行改進,如農藥噴灑係統容器的改進設計等。