[01593436]基于物联网的智能型水肥一体化技术集成与示范

①课题来源与背景 2017年青海省科技厅为推进柴达木盆地枸杞产业健康快速发展,加快青海省枸杞水肥一体化技术推广与示范,特批准立项青海省重点研发与转化计划科技成果转化专项“基于物联网的智能型水肥一体化技术集成与示范”（2017-NK-109）。青海省农林科学院为该项目主持单位。 ②研究目的与意义 本项目以促进枸杞产业节本、提质、增效为目标,解译并提取了不同时期柴达木盆地细土带适宜种植枸杞的分布情况,基于3S、物联网、移动互联网等相关信息技术,研发基于物联网控制的水肥一体化设备和枸杞水肥智能控制系统。创新了大田施肥方法和移动施肥方法,实现了枸杞种植区的精细化、远程化和自动化管理,为水肥耦合成果应用及推广提供了技术支撑。 ③技术原理及性能指标 本研究在科研团队以往水肥耦合技术模式的基础上引入3S、物联网、移动互联网等相关信息技术,主要开展四个方面的研究和示范工作：利用GIS与RS技术开展柴达木盆地枸杞资源分布空间识别;基于水肥耦合的化肥减施增效技术示范;基于物联网的现有灌溉施肥设备创新升级;水肥一体化技术集成与示范。 ④取得成果、技术的创造性与先进性 取得的成果：本研究基于3S、物联网、移动互联网等相关信息技术,掌握了目前柴达木盆地10个主要枸杞种植区的分布现状,结合水土资源现状,研发了适用于柴达木盆地的枸杞水肥智能控制系统,整合土壤平面和剖面采样调查数据确定了新型水肥管理制度,提出了基于物联网的水肥耦合技术模式,并进行了大面积示范和推广。[1]基于GIS和RS完成柴达木盆地枸杞资源遥感解译,制作10个主要枸杞产区2012-2017年枸杞分布图一套。[2]优化有机无机滴灌肥配方剂型2个。[3]研发“青海省枸杞水肥一体化物联网控制系统”1套;研发水肥一体化设备2套。[4]1人入选青海省第十二批自然科学与工程技术学科带头人：李月梅,副研究员,青海大学农林科学院,一级学科农学。[5]完成示范面积：在德令哈市怀头他拉镇建立示范基地开展技术示范,2018年度示范推广7500亩,2019年达到8000亩,完成了累计15000亩以上的示范任务,并取得了良好的示范效果。[6]建立了1个大面积物联网枸杞水肥一体化示范基地：与大型枸杞种植企业合作在德令哈市怀头他拉建立了全省首个大面积基于物联网的枸杞水肥一体化技术示范基地,目前该基地已成为全省林业系统物联网水肥一体化技术展示的优秀平台。[7]水肥耦合模式应用效果：实现了枸杞产业的“三减一增”,即化肥用量减少60.5%;灌水量减少57.5%,施肥人工成本减少99%,枸杞产量提高12%,取得了良好的示范效果。[8]技术宣传和展示：2019年8月23日该项技术由青海省科技厅《直播科技》栏目以“基于物联网的枸杞水肥耦合技术助推我省枸杞产业再上新台阶”为题进行了专题报道。2019年9月26日青海新闻网以“智慧农业助推枸杞产业再上新台阶”为题进行了报道。2019年9月17日,海西电视台在“海西新视线栏目”以“智慧农业描摹柴达木枸杞产业新蓝图”为题进行了了时长11分的专题报道。创新点：[1]利用RS、GIS技术开展了柴达木盆地枸杞资源空间分布识别,首次完成了柴达木盆地10个主要枸杞产区枸杞资源遥感布局图1套,基本掌握了我省枸杞产区分布情况。[2]通过灌溉设备创新升级,研发了水肥一体化设备2套和基于物联网的枸杞水肥智能控制系统1套,首次在省内实现了物联网技术在农林业领域的大面积成功应用。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 课题组基于多渠道获取的海西遥感影像数据,利用多时相对比、人机结合、现场抽样核验等技术手段,解译并提取了不同时期柴达木盆地细土带适宜种植枸杞的分布情况,制作柴达木盆地枸杞种植专题图,掌握了目前柴达木盆地10个主要枸杞种植区的分布现状,为研究枸杞种植分布与其他因素的关系奠定了数据基础。同时基于3S、物联网、移动互联网等相关信息技术,利用采集的海西50万亩枸杞种植区的土壤养分数据,分析了海西土壤养分分布情况,研究了土壤养分与枸杞生长的相关信息;建立了核心示范区,率先在枸杞主产区部署了智能灌溉、气象和墒情传感相关设备,开展了灌溉设备创新升级工作,研发基于物联网控制的水肥一体化设备和枸杞水肥智能控制系统。这些工作的开展创新了大田施肥方法和移动施肥方法,实现了枸杞种植区的精细化、远程化和自动化管理,为水肥耦合成果应用及推广提供了技术支撑。整合和集成相关技术,开展了基于水肥耦合的化肥减施增效技术示范,与德令哈当地大型枸杞种植企业合作,建立了枸杞水肥一体化万亩示范基地,在项目实施期内累计推广示范15000亩,节水节肥30%以上,增产10%以上。