茶叶精准化智能灌溉及排水水位监测

    我国茶叶种植面积超过300万公顷，全国茶叶产量260多万吨，占全球茶叶产量的近50%，产值超过2000亿。中国已经稳坐世界茶叶种植面积和产量的头把交椅，已成为世界头号产茶大国。茶叶种植主要分布贵州、湖北、陕西、四川等南方湿润地区，由于降雨量大、土壤黏重、地下水位高、排水困难。特别是近年来茶叶种植面积发展迅速，很多茶园是在稻田的基础上改建，存在严重的渍水障碍，排水问题突出。由于全球气候变化的原因，季节性干旱时有发生，尤其是春旱的发生，面积大，时间长，严重制约了茶产业的发展。另外茶树经过春、夏、秋三个季节的生长和采摘，树体已消耗了大量的养分，行间土壤也变得很板结，制约茶树根系的生长发育，土壤的通透性差，严重影响了茶树的生机。

    由于茶叶种植生产是传统的作业模式，现代化程度低，劳动强度大，缺乏精准生产的相关研究，茶叶生长特征、产量与品质指标，与环控数据、水肥需求数据缺乏系统融合分析，管理准则不够精准，大数据平台建设不够完善，难以形成精准反馈调节系统，有碍于茶叶生产的精准化管理。
茶叶精准化智能灌溉排水系统，包括：田间灌排合一机构，所述田间灌排合一机构埋设于土壤内部；所述田间灌排合一机构包括多孔管道以及包裹于所述多孔管道外部的无纺布层；经由所述多孔管道的底部设置有与所述多孔管道内部导通的排水管以及灌溉进液管；所述排水管以及所述灌溉进液管上分别连接有第一电磁阀以及第二电磁阀；传感器机构，所述传感器机构用于获取茶树生长环境数据；控制传输机构，所述控制传输机构分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述传感器机构可通信相连；处理器机构，所述处理器机构与所述控制传输机构可通信相连；所述处理器机构用于根据接收到的所述茶树生长环境数据生成第一控制指令并发送给所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第一控制指令控制所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀的工作状态。     传感器机构包括土壤水分传感器、二氧化碳传感器、PH值传感器、EC值传感器、小型气象站。灌溉进液管与水泵相连，所述水泵与所述控制传输机构可通信相连。控制传输机构通过无线通信模块实现与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述传感器机构、所述处理器机构以及所述水泵的可通信相连。处理器机构还用于执行以下操作：接收用户输入的茶树生长数据；茶树生长数据建立茶树生长规律性数学模型；茶树生长规律性数学模型生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第二控制指令控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述水泵的工作状态。终端显示监控结构，所述终端显示监控机构与所述处理器机构可通信相连。终端显示监控结构连接有图像获取设备，所述图像获取设备用于获取茶叶生长表型特征。

    茶叶精准化智能灌溉排水系统，在一种实现方式下，该系统可以包括田间灌排合一机构，所述田间灌排合一机构埋设于土壤内部；所述田间灌排合一机构包括多孔管道以及包裹于所述多孔管道外部的无纺布层；经由所述多孔管道的底部设置有与所述多孔管道内部导通的排水管以及灌溉进液管；所述排水管以及所述灌溉进液管上分别连接有第一电磁阀以及第二电磁阀；传感器机构，所述传感器机构用于获取茶树生长环境数据；控制传输机构，所述控制传输机构分别与所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述传感器机构可通信相连；处理器机构，所述处理器机构与所述控制传输机构可通信相连；所述处理器机构用于根据接收到的所述茶树生长环境数据生成第一控制指令并发送给所述控制传输机构，以便所述控制传输机构根据所述第一控制指令控制所述第一电磁阀以及所述第二电磁阀的工作状态。本申请提供的茶叶精准化智能灌溉排水系统，将有效的灌排系统和水肥一体化系统集成，结合现代信息技术和自动控制技术，构建精准化智能灌溉排水系统，可以显著地降低茶园的生产及管理运行成本，是茶产业可持续发展的保障和动力源。