大棚作物物聯(lián)網(wǎng)水肥管理技術(shù)規(guī)程

大棚作物物聯(lián)網(wǎng)水肥管理技術(shù)規(guī)程范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了大棚作物物聯(lián)網(wǎng)水肥管理技術(shù)中的術(shù)語(yǔ)、定義，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝、應(yīng)用，以及作物的水肥管理一體化技術(shù)操作規(guī)程。本標(biāo)準(zhǔn)適用于XX省塑料大棚作物物聯(lián)網(wǎng)水肥一體管理生產(chǎn)，主要適用于番茄、辣椒、黃瓜、西瓜等茄果類瓜類作物。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T5084-2005農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50485-2009微灌工程技術(shù)規(guī)范NY/T394-2000綠色食品肥料使用準(zhǔn)則DB34/T563-2005綠色食品（A級(jí)）辣椒生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程DB34/T564-2005綠色食品（A級(jí)）番茄生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程DB34/T709-2007綠色食品（A級(jí)）黃瓜生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程DB34/T714-2007綠色食品（A級(jí)）普通西瓜生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程DB34/T2383-2015農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)終端數(shù)據(jù)交換規(guī)范DB34/T2384-2015農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)交換協(xié)議術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。塑料大棚plasticgreenhouse 采用塑料薄膜覆蓋的拱圓形棚，其骨架常用鋼材或復(fù)合材料建造而成。物聯(lián)網(wǎng)水肥管理技術(shù)technicalspecificationsforwaterandFertilizerIoTmanagement根據(jù)監(jiān)測(cè)的土壤水分、作物種類的需肥規(guī)律，自動(dòng)控制灌溉量、吸肥量、肥液濃度、酸堿度等水肥過(guò)程的重要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、施肥的定時(shí)、定量控制，提高水肥利用率的一種農(nóng)業(yè)技術(shù)。大棚規(guī)格 塑料大棚頂高或矢高2.0-4.0m，肩高1.5-2m，跨度8m-12m，長(zhǎng)度30m-60m。大棚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載應(yīng)參照GB/T18622和GB50009選取與組合，荷載按3年一遇取值。大棚的鋼骨架設(shè)計(jì)壽命為10-20年。設(shè)備選型選用設(shè)備 選用設(shè)備包括空氣溫濕度、光合有效輻射、XX時(shí)數(shù)、光照強(qiáng)度、二氧化碳含量等傳感器；土壤溫度、土壤濕度、土壤EC值、pH值等傳感器；滴灌管、電纜保護(hù)管等管道。設(shè)備參數(shù) 空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光合有效輻射傳感器、XX時(shí)數(shù)傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧化碳傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、EC值（供水）傳感器、pH值傳感器（供水）等不同設(shè)備的具體參數(shù)要求見(jiàn)附錄A。大棚物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置與建設(shè)觀測(cè)場(chǎng)設(shè)置觀測(cè)場(chǎng)面積4m×3m，地勢(shì)平坦；觀測(cè)場(chǎng)所在設(shè)施農(nóng)業(yè)場(chǎng)所長(zhǎng)寬應(yīng)至少達(dá)30m×8m，離入口、門窗或通風(fēng)口5m以上（圖1）。1——農(nóng)業(yè)觀測(cè)場(chǎng)2——大棚棚室邊界3——大棚棚室入口、門窗或通風(fēng)口棚室物聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)場(chǎng)平面圖大棚物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置平面布局觀測(cè)場(chǎng)劃分為3個(gè)區(qū)域，各區(qū)域功能及要求如下：土壤溫度、土壤水分、其它土壤要素傳感器以及電源與太陽(yáng)能電池板安置在觀測(cè)場(chǎng)西部（Ⅰ區(qū)），其中土壤溫度、土壤水分、其它土壤要素傳感器安裝在XX區(qū)，電源與太陽(yáng)能電池板安置在XX區(qū)（太陽(yáng)能電池板可置棚外）；氣象要素傳感器、輻射傳感器、二氧化碳濃度傳感器安置在觀測(cè)場(chǎng)中部（II區(qū)），其中空氣溫度和濕度傳感器安置在北面（溫度傳感器在觀測(cè)場(chǎng)外還可布置2個(gè)，分別在棚室1/6、5/6處），輻射傳感器安置在南面）；作物（生物）要素及其他傳感器可安置在觀測(cè)場(chǎng)東部（III區(qū)）。觀測(cè)場(chǎng)布局俯視圖1——土壤溫度、土壤水分、其它土壤要素傳感器2——電源與太陽(yáng)能電板3——二氧化碳濃度傳感器4——空氣溫度、濕度傳感器5——光合有效輻射傳感器6——三腳架或其他支架7——作物（生物）要素及其他傳感器Ⅰ區(qū)——放置土壤溫度、土壤水分傳感器、電源與太陽(yáng)能電池板等。Ⅱ區(qū)——放置氣象要素傳感器、二氧化碳濃度傳感器、輻射傳感器等。Ⅲ區(qū)——放置作物（生物）要素傳感器等。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施建設(shè)與安裝安裝前，應(yīng)根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象物聯(lián)網(wǎng)示范點(diǎn)的平面布局與功能分區(qū)，提前建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施施工要求滿足以下幾點(diǎn)：施工應(yīng)符合相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，且盡量減輕對(duì)下墊面破壞；數(shù)據(jù)線、電源線、接地線，應(yīng)有統(tǒng)一的走線管或從主支架內(nèi)部走線，通過(guò)規(guī)范借口與外部設(shè)備連接，避免暴露，力求美觀；施工及所用材料，應(yīng)符合相關(guān)建筑工程、電氣安全技術(shù)規(guī)范。傳感器配置安裝高度要求不同小氣候環(huán)境下農(nóng)業(yè)小氣候要素組成與安裝高度見(jiàn)表2。常規(guī)農(nóng)業(yè)小氣候要素組成與安裝高度傳感器名稱設(shè)施農(nóng)業(yè)空氣溫度棚內(nèi)北側(cè)150cm高度，安裝3個(gè)，分別在棚室的1/6、3/6、5/6處空氣相對(duì)濕度棚內(nèi)北側(cè)150cm高度。表面紅外溫度棚內(nèi)北側(cè)200cm高度光合有效輻射1個(gè)棚內(nèi)南側(cè)150cm高度土壤水分0-10cm、10-20cm、20-30cm三個(gè)土層土壤溫度0-10cm、10-20cm、20-30cm三個(gè)土層二氧化碳濃度150cm高度處其他安裝要求農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)儀器設(shè)備的安裝還應(yīng)當(dāng)符合以下要求：易于擴(kuò)展和維修，各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮維修的方便性、快捷性和不易誤操作性等，附屬設(shè)施必須具有高安全性、可靠性、及審美觀；土壤溫傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、降雨量傳感器的安裝應(yīng)符合《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中的安裝要求；溫濕度和輻射橫臂朝向正南方向，裸溫傳感器保持與地面垂直且距地面高度不應(yīng)低于0.25米；風(fēng)桿接閃器與風(fēng)桿必須絕緣，間距大于等于50mm；至少有1根固定拉線的頂端帶有絕緣等級(jí)35KV的絕緣子，接閃器引下線的截面積為50mm2；總輻射表和光合有效輻射表安裝后應(yīng)調(diào)水平，使兩個(gè)表的感應(yīng)面處于水平狀態(tài)；土壤水分傳感器的安裝參見(jiàn)《自動(dòng)土壤水分觀測(cè)規(guī)范（試行）》第四章節(jié)；冠層紅外溫度傳感器以45度（±2度）的角度斜向下對(duì)準(zhǔn)作物冠層；山口、風(fēng)口等地區(qū)，對(duì)風(fēng)速風(fēng)向傳感器及附屬設(shè)施應(yīng)考慮其抗強(qiáng)風(fēng)性能。大棚作物水肥一體化管理大棚作物的管理根據(jù)大棚內(nèi)種植作物的不同，以及作物各個(gè)生長(zhǎng)期的要求，環(huán)境控制、水肥用量也各有不同，物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化管理系統(tǒng)要參照相應(yīng)指標(biāo)適時(shí)調(diào)控。辣椒參照DB34/T563-2005執(zhí)行。番茄參照DB34/T564-2005執(zhí)行。黃瓜參照DB34/T709-2007執(zhí)行。西瓜參照DB34/T714-2007執(zhí)行。水肥要求水質(zhì)條件符合GB/T5084。肥料選用水溶性好，與其他肥料混合后不產(chǎn)生沉淀的固體肥或高濃度的液體肥。肥料使用應(yīng)符合NY/T394-2000。大棚水肥一體化技術(shù)路線大棚果蔬水、肥、藥精確調(diào)控決策支持系統(tǒng)能夠根據(jù)采集到的各類數(shù)據(jù)信息，結(jié)合果蔬的生長(zhǎng)要求，實(shí)現(xiàn)大棚果蔬水、肥精準(zhǔn)調(diào)控、常見(jiàn)病蟲害自動(dòng)診斷與精準(zhǔn)施藥（圖3）。數(shù)據(jù)交換符合DB34/T2383-2015和DB34/T2384-2015。系統(tǒng)集成技術(shù)路線圖供水、澆水及施肥設(shè)施選擇供水設(shè)施選用Φ40PE管或Φ50軟管帶加相應(yīng)配套管件，澆水設(shè)施選用Φ25或Φ32微噴帶，施肥設(shè)施主要選用文丘里施肥器，可少量選用比例式施肥器。微灌設(shè)備安裝及使用物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化管理系統(tǒng)中的微灌設(shè)備安裝及使用參照GB/T50485-2009執(zhí)行。施肥器安裝施肥器安裝時(shí)，文丘里施肥器與主供水管道串聯(lián)，比例式施肥器與主供水管道并聯(lián)，且施肥器兩側(cè)及主供水管并聯(lián)部分各安裝一個(gè)控制閥。噴灌施肥操作噴灌操作方法噴灌時(shí)，對(duì)于文丘里施肥器，先關(guān)閉吸肥管上的閥門，再完全打開(kāi)施肥器主管上的閥門，最后打開(kāi)施肥器前主管供水管上的局門；對(duì)于比例式施肥器，先關(guān)閉施肥器兩端支供水管上的閥門，再打開(kāi)與施肥器并聯(lián)的主供水管上的閥門。通過(guò)調(diào)節(jié)主供水管上的閥門打開(kāi)程度控制微噴帶中的水壓和灌水速度。施肥操作方法按照加肥方案要求，于施肥前一天下午將肥料溶解于100～150kg水中充分溶解，施肥時(shí)用紗布或過(guò)濾網(wǎng)將肥液過(guò)濾后倒入敞開(kāi)的容器中。文丘里施肥器施肥，先將文丘里施肥器的吸頭放入盛放肥液的敞開(kāi)容器中，吸頭應(yīng)安裝過(guò)濾網(wǎng)，且吸頭不要觸及容器的底部。施肥時(shí)，先打開(kāi)施肥器前主供水管上的閥門，并調(diào)節(jié)閥門，使供水速度控制在3t/h左右，然后打開(kāi)文丘里施肥器主管的上閥門和吸肥軟管上的閥門，并調(diào)節(jié)施肥器主管上的閥門，使吸管能夠均勻穩(wěn)定的吸取肥液，且使水肥液混合比控制在10:1左右，肥液吸完后，按灌水要求繼續(xù)灌溉到所需時(shí)間。比例式施肥器施肥，先將施肥器的吸頭放入盛放肥液的敞開(kāi)容器中，吸頭應(yīng)安裝過(guò)濾網(wǎng)，且吸頭不要觸及容器的底部。施肥時(shí)，主供水管上的閥門不要打開(kāi)，先調(diào)節(jié)施肥器上肥水比例控制器，使水肥液混合比控制在10:1左右，然后緩慢打開(kāi)施肥器兩側(cè)水管上的閥門，并調(diào)節(jié)前側(cè)閥門，使供水速度控制在3t/h左右，肥液吸完后，按灌水要求繼續(xù)灌溉到所需時(shí)間。

（資料性附錄）

常規(guī)農(nóng)業(yè)傳感設(shè)備參考參數(shù)指標(biāo) 參數(shù)要求A.1空氣溫度傳感器：測(cè)量范圍：0℃～80℃準(zhǔn)確度：±0.5℃長(zhǎng)期穩(wěn)定性：≤0.1℃/y響應(yīng)時(shí)間：≤15s（1m/s風(fēng)速）工作溫度范圍：-20℃～70℃A.2空氣濕度傳感器測(cè)量范圍：相對(duì)濕度0%～100%（非結(jié)露）準(zhǔn)確度：相對(duì)濕度±3%（相對(duì)濕度20%～80%，25℃）；測(cè)量分辨率：8位（可提高至12位）長(zhǎng)期穩(wěn)定性：相對(duì)濕度≤1%/y；響應(yīng)時(shí)間：≤4s（1m/s風(fēng)速）工作溫度范圍：-20℃～70℃A.3光合有效輻射傳感器光譜范圍：400～700nm響應(yīng)時(shí)間：約1s（99%）溫度相關(guān)：最大0.05%/℃余弦校正：上至80°入射角工作溫度：-40°至65℃相對(duì)濕度：0～100%靈敏度：10～50μv/μmol?m-2?s-1內(nèi)阻：<2KA.4XX時(shí)數(shù)傳感器供電電壓：5～12V（電壓型/數(shù)字型）12±0.5V（電流型）輸出范圍：0～24h輸出信號(hào)：0～2V（4～20mA）輸出阻抗：10KΩ（PWM或電壓輸出型）輸出負(fù)載：<200Ω（電流型，典型值100Ω）響應(yīng)時(shí)間：≤100mS測(cè)量精度：±0.1h分辨率：0.01hA.5光照強(qiáng)度傳感器感光體：帶濾光片的硅藍(lán)光伏探測(cè)器測(cè)量范圍：0～200000Lux波長(zhǎng)范圍：380～730nm余弦修正功能：≤5%溫度特性：≤0.5%/℃工作溫度范圍：-20℃～70℃A.6二氧化碳傳感器檢測(cè)原理：非色散紅外二氧化碳傳感器檢測(cè)量程：0～3000ppm或0～5000ppm精度：±2%ppm（0～3000ppm，10℃～50℃）響應(yīng)時(shí)間：0～80%<30sA.7土壤溫度傳感器溫度范圍：-30℃～70℃測(cè)量精度：±0.2℃溫度分辨率：0.1℃平均功耗：<0.2mA（存儲(chǔ)間隔60秒）A.8土壤濕度傳感器濕度范圍：0～100%測(cè)量類型：土壤容積含水率測(cè)量精度：±3%測(cè)量原理：FDR頻域（100MHZ）濕度分辨率：0.1%測(cè)量方式：插入式或埋藏式平均功耗：<0.5mA（存儲(chǔ)間隔60秒）A.9EC值（供水）傳感器測(cè)量范圍：0.00～19.99