Page 241 - 农业种植技术管理与可持续发展

第九章 智慧农业技术集成应用

第九章 智慧农业技术集成应用

第一节 精准施肥与变量灌溉系统

一、系统原理与技术支撑

精准施肥与变量灌溉系统是智慧农业的关键组成部分，其核心在于根据作物
生长需求、土壤养分状况以及环境因素，实现对肥料和水资源的精确投放与管理。
这一系统主要依托于传感器技术、物联网、地理信息系统（GIS）和全球定位系
统（GPS）等先进技术，实现对农业生产过程的全方位监测与精准调控。

在精准施肥方面，首先需要对土壤养分进行全面检测。通过土壤传感器，能
够实时获取土壤中的氮、磷、钾等主要养分含量，以及土壤酸碱度、有机质含量
等关键信息。同时，利用卫星遥感和无人机航拍技术，对作物的生长状况进行宏
观和微观监测，分析作物的叶面积指数、叶绿素含量等指标，从而准确评估作物

的营养需求。基于这些数据，结合作物的生长模型和专家知识库，运用数据分析
和智能算法，制定出精准的施肥方案。在实际施肥过程中，借助 GPS 定位技术，
引导变量施肥设备根据不同区域的土壤和作物情况，精确调整肥料的施用量和施
用位置，实现按需施肥，避免肥料的浪费和过度施用。

变量灌溉系统同样依赖于多种技术的协同作用。土壤湿度传感器是其重要的
感知设备，能够实时监测土壤的水分含量，为灌溉决策提供直接依据。气象传感
器则负责收集气温、湿度、光照、风速等气象数据，这些信息对于准确估算作物
的需水量至关重要。通过将土壤湿度数据与气象数据相结合，利用作物需水模型，

可以精确计算出不同区域、不同生长阶段作物的实际需水量。灌溉控制系统根据
a
这些计算结果，自动控制灌溉设备的开启、关闭以及灌溉量的大小。 例如，在
干旱地区或作物需水高峰期，系统会增加灌溉量和灌溉频率；而在雨水充足或作

物需水较少时，系统则会减少灌溉，实现水资源的高效利用。同时，借助物联网

a 左喆瑜 . 水资源与中国农业可持续发展研究 [M]. 兰州 : 兰州大学出版社 ,2019.12.

219