干電池供電的柑橘園滴灌定時自動控制器

南方農業機械與裝備關鍵技術教育部重點實驗室利用低功耗設計技術研制了一款以干電池供電的滴灌控制器，用于柑橘園的滴灌定時自動控制，該控制器使用一節9伏堿性電池至少可工作1年以上，而且“傻瓜”化操作，適合果農使用，可有效提高偏遠無電地區柑橘園滴灌的管理效率，降低勞力投入，節約生產成本。

此研究報告刊登于《農業工程學報》2011年第7期，題為“柑橘園低功耗滴灌控制器的設計與實現”，第一作者為華南農業大學工程學院農業電氣化與自動化專業博士生李加念。通信作者為洪添勝教授。

柑橘是世界第一大水果品種，是我國南方經濟地位最重要的果樹之一，日前我國柑橘種植面積和產量均已躍居世界首位，已經成為我國南方主產區農村經濟的一大支柱產業。但我國柑橘的單產水平低于世界平均水平，其中重要的原因之一是柑橘園的管理水平普遍較低，柑橘生產的物質技術裝備條件差，灌溉方式落后。

滴灌是指通過安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器將水均勻而緩慢地滴入作物根區附近的土壤中，具有節水增產的效益，被認為是最有利于柑橘生長的有效灌溉方式。目前我國柑橘大部分在山地種植，柑橘園普遍建有不同形式的蓄水池，有些還鋪上了滴灌管網，利用水池水位產生的水壓進行滴灌。但由于我國柑橘屬于勞動密集型農作物，柑橘生產集約化及規模化程度低，多是單家獨戶種植與經營，而且大部分柑橘園地處偏遠的山區，往往缺乏電力供應。由于成本高、供電限制和不易操作等原因，一些智能化的灌溉自動控制系統或裝置不適合在此類柑橘園中應用推廣，從而柑橘園的滴灌還是只能依靠人力穿梭于山地中手動開、關管道閥門進行控制，費時費力且效率低。為此，有必要設計一個以干電池供電、低成本、操作簡單且適合于果農使用的滴灌控制器，以提高滴灌的管理效率。

該控制器主要由微電子電路與雙穩態脈沖電磁閥組成，電磁閥安裝在滴灌管網的主干管道上，通過編制程序控制電磁閥的開與關來控制滴灌的啟動與停止，從而實現滴灌的定時自動控制。滴灌的定時時間、間隔天數以及控制器的時鐘，可由用戶通過兩個多檔位的旋鈕開關設定，旋鈕開關的每一個檔位所表示的功能或數值在控制面板上都有相應的數字標識相對應，因而操作直觀簡便。以一節9伏堿性電池供電，分別在0ˉ0.9兆帕的水壓條件下，對該滴灌控制器進行了試驗。由試驗結果知，控制器正常進行滴灌控制的最低工作電壓為3伏，控制器全天候運行時的平均電流為50 微安，控制器驅動電磁閥開關動作時消耗的電流在0ˉ0.9 兆帕 水壓范圍內是基本相同的。并根據試驗結果估算出，一節額定容量為2500毫安?時的9 伏電池可使控制器工作5年以上。

該控制器屬于“傻瓜”型，操作簡單、方便，適合于有高處水池的水頭落差形成壓力的中小面積柑橘園的滴灌定時自動控制。該滴灌控制器在江西省安遠縣等柑橘主產區試驗示范45套，經回訪調查知：該控制器至今已良好運行10月有余，其電池電壓僅從初始值下降為7.9 伏；柑橘園平均每10天滴灌一次，該控制器可平均節約人工0.5人/次，平均節約生產成本25元/次。由此可見，該控制器能有效地降低勞力投入、生產成本，提高柑橘園滴灌的科學管理水平，具有良好的推廣應用前景。