溫室袋培番茄的水肥精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

溫室袋培番茄的水肥精準(zhǔn)調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn) 韓坤林1 陳毅飛2 喻 晨2 馬 艷2 楊會(huì)民2 蔣永新2 1 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械電氣工程學(xué)院 烏魯木齊 830052 2 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 烏魯木齊 830091 摘 要 針對(duì)溫室袋培番茄人工灌溉施肥勞動(dòng)強(qiáng)度大 水肥資源浪費(fèi)及智能化程度不高等問題 設(shè)計(jì)了一套基于 光合輻射和袋培番茄所需水肥規(guī)律的智能灌溉施肥控制系統(tǒng) 采用C 語言對(duì)上位機(jī)進(jìn)行開發(fā) 用SQL Server軟 件建立了數(shù)據(jù)庫(kù) 用GX Works2軟件對(duì)PLC程序進(jìn)行編寫 通過上位機(jī)調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)中傳感器實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和 番茄需水規(guī)律計(jì)算出灌溉施肥量和灌溉施肥時(shí)間 并通過PLC Monitor Unity軟件改變PLC程序中出水泵的工作 時(shí)間 保證PLC每天對(duì)番茄進(jìn)行合理灌溉施肥 對(duì)構(gòu)建的智能灌溉施肥系統(tǒng)進(jìn)行了不同時(shí)間內(nèi)的出水量均勻性 以及EC值 pH值響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn) 結(jié)果表明 在4 5min時(shí)最低均勻系數(shù)為98 61 在9min時(shí)最低均勻系數(shù)為 99 02 在12min時(shí)最低均勻系數(shù)為99 16 EC值在系統(tǒng)運(yùn)行25s時(shí)穩(wěn)定 穩(wěn)定后保持在 1 290 0 03 mS cm以內(nèi) pH值在系統(tǒng)運(yùn)行20s時(shí)穩(wěn)定 穩(wěn)定后保持在6 00 0 07以內(nèi) 針對(duì)溫室袋培番茄灌溉施肥 系統(tǒng)可根 據(jù)光合輻射變化制定不同的灌溉施肥量 不僅減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度 還具有響應(yīng)速度快 灌溉施肥精確及所用水 肥量符合番茄生長(zhǎng)需求的特點(diǎn) 關(guān)鍵詞 灌溉施肥系統(tǒng) 上位機(jī) 均勻性 袋培番茄 中圖分類號(hào) S224 4 S220 39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1003 188X 2023 01 0190 06 0 引言 人工或者手動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)對(duì)作物進(jìn)行灌溉施 肥 不僅增加人工的勞動(dòng)強(qiáng)度 還容易造成大量的水 肥資源浪費(fèi) 肥料濫用也會(huì)對(duì)環(huán)境和土壤造成污染 因此 如何利用智能技術(shù)和根據(jù)不同作物生長(zhǎng)需求對(duì) 作物進(jìn)行適時(shí) 適量地灌溉施肥具有重要研究意 義 1 3 相比其他發(fā)達(dá)國(guó)家 我國(guó)的智能灌溉還處于初步 研究階段 目前 國(guó)內(nèi)大多數(shù)對(duì)于作物灌溉系統(tǒng)的研 究都是基于環(huán)境因子 或者定時(shí)對(duì)作物進(jìn)行灌溉施 肥 黃語燕等 4 構(gòu)建了一套基于溫室基質(zhì)栽培的施 肥系統(tǒng) 通過蠕動(dòng)泵吸取母液肥料 并混合成合適的 濃度 通過控制肥液的EC pH值和肥液進(jìn)入管道的灌 溉時(shí)間 根據(jù)不同作物對(duì)水肥的需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)施肥 李雅靜等 5 設(shè)計(jì)了一種基于PLC控制的溫室灌溉控 制系統(tǒng) 可根據(jù)不同植物對(duì)水的需求進(jìn)行分量灌溉 金永奎等 6 等設(shè)計(jì)了一種灌溉 施肥 過濾于一 收稿日期 2021 01 25 基金項(xiàng)目 自治區(qū)重大專項(xiàng) 20219860 作者簡(jiǎn)介 韓坤林 1997 男 四川通江人 碩士研究生 E mail 228574983 qq com 通訊作者 蔣永新 1975 男 江蘇豐縣人 研究員 碩士生導(dǎo)師 E mail 10661713 qq com 體的全自動(dòng)灌溉施肥機(jī) 并對(duì)不同壓力效果下的流量 及固定壓力下不同水肥比例的配比響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了 測(cè)試 發(fā)現(xiàn)100 1的水肥比例響應(yīng)速度為32s 王佳 明等 7 設(shè)計(jì)了一種無土栽培遠(yuǎn)程控制系統(tǒng) 以 MSP430單片機(jī)作為檢測(cè)與控制核心 并用Qt編程設(shè) 計(jì)了配套的上位機(jī)軟件 以對(duì)作物的灌溉情況進(jìn)行可 視化監(jiān)控 并采用GPRS無線傳輸技術(shù)對(duì)上位機(jī)和下 位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步通信 試驗(yàn)表明 該系統(tǒng)對(duì)EC 值調(diào)控誤差不超過0 11mS cm pH值調(diào)控誤差不超 過0 08 Rahul等 8 使用Event B建立了一個(gè)智能灌 溉系統(tǒng) 基于傳感器監(jiān)測(cè)天氣情況 土壤條件 蒸發(fā)及 植物用水的情況進(jìn)行灌溉 Liao Renkuan 9 等研究了 一種基于實(shí)時(shí)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的智能灌溉系統(tǒng) 根據(jù)土 壤水分分布的時(shí)空特征對(duì)作物耗水情況進(jìn)行估算 根 據(jù)得到的數(shù)據(jù)采用一個(gè)中央灌溉控制器進(jìn)行精確灌 溉 筆者根據(jù)當(dāng)日光合有效輻射和基質(zhì)袋培番茄的需 水規(guī)律 設(shè)計(jì)了一套基于PLC控制的智能灌溉施肥系 統(tǒng) 通過上位機(jī)調(diào)取當(dāng)日數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)對(duì)番茄進(jìn)行水 肥決策 再將當(dāng)日的灌溉施肥量換算為水肥灌溉時(shí) 間 通過修改出水泵工作時(shí)間進(jìn)行控制當(dāng)日灌溉施肥 量 同時(shí) 對(duì)鋪設(shè)的管路進(jìn)行了出水量均勻性及EC值 和pH值的時(shí)間響應(yīng)測(cè)試 091 2023年1月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第1期 DOI 10 13427 ki njyi 2023 01 021 1 系統(tǒng)組成及工作原理 1 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 水肥一體化自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)由下位機(jī)PLC 上 位機(jī)控制軟件 數(shù)據(jù)庫(kù)及傳感器組成 PLC選擇的型 號(hào)為FX2N 4AD 可提供4個(gè)模擬量的輸入 上位機(jī) 軟件由C 語言編寫 可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)取和 分析 并改變PLC程序中的設(shè)定值 PLC通過控制各 泵 閥及根據(jù)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 對(duì)作物進(jìn)行灌溉施 肥 數(shù)據(jù)庫(kù)由SQL Server軟件進(jìn)行創(chuàng)建 通過云平臺(tái) 將數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)表 環(huán)境因子傳感器為光合有效輻 射傳感器 用于設(shè)備的傳感器有液位檢測(cè) EC值和pH 值檢測(cè) 具體參數(shù)如表1所示 整體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如 圖1所示 表1 傳感器參數(shù)指標(biāo) Table 1 Sensor parameter index 測(cè)量參數(shù)型號(hào)精度測(cè)量范圍 光合輻射PIR 1Z 5 0 2500 mol m2 S EC值DJS 1C 10 0 20mS cm pH值E 201 C 0 01 0 14 液位SIN P260 0 5 0 3m 1 壓力表 2 進(jìn)水閥 3 EC值傳感器 4 pH值傳感器 5 液位傳感器 6 主管道手動(dòng)總閥 7 出水泵 8 酸液脈沖電磁閥 9 吸酸液泵 10 B肥脈沖電磁閥 11 吸B肥泵 12 吸A肥泵 13 A肥脈沖電磁閥 圖1 控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖 Fig 1 Overall structure diagram of control system 1 2 工作原理 當(dāng)?shù)竭_(dá)灌溉時(shí)刻時(shí) 上位機(jī)軟件調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù) 據(jù) 經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后 計(jì)算出灌溉施肥量 從而計(jì)算水 泵工作時(shí)間 通過PLC Monitor Unity軟件改變PLC程 序中所設(shè)定的值 以此達(dá)到控制灌溉施肥量的目的 在改變PLC程序中的設(shè)定值后 智能灌溉施肥系統(tǒng)控 制吸肥泵 脈沖電磁閥及進(jìn)水開關(guān)吸取A B肥及酸液 和清水對(duì)溶液進(jìn)行調(diào)節(jié) 最后通過管道將肥液送入混 肥桶中 脈沖電磁閥為3通閥 使吸取的肥液和酸液 一部分管道輸送至混肥桶 另一部分返還至母液桶 這樣可以更好地進(jìn)行混肥 EC值和pH值傳感器安 裝于進(jìn)入混肥桶的管道中 對(duì)進(jìn)入混肥桶中的肥液進(jìn) 行監(jiān)測(cè) 通過傳感器監(jiān)測(cè)的EC值和pH值與預(yù)設(shè)值比 較 達(dá)到合理的范圍后 開啟出水泵 將混肥桶中的肥 液輸送至番茄根部 灌溉時(shí)間結(jié)束后 關(guān)閉相應(yīng)的泵 閥和開關(guān) 系統(tǒng)控制流程如圖2所示 由于基質(zhì)袋培番茄所需的水肥量會(huì)根據(jù)光合輻射 而變化 根據(jù)湯圓強(qiáng) 10 等在智能溫室番茄栽培管理 技術(shù)中所建議 肥液由A B肥混合而成 根據(jù)不同天 氣情況及番茄的不同生長(zhǎng)階段 確定了不同的灌溉施 肥量和EC值 pH值 而陰雨天和晴天的差別主要在于 光合輻射不同 具體設(shè)置參數(shù)如表2所示 圖2 系統(tǒng)控制流程圖 Fig 2 System overall control flow chart 表2 番茄不同生長(zhǎng)時(shí)期的灌溉施肥量 Table 2 Irrigation and fertilizer application amount of tomato in different growth stages 生長(zhǎng)期晴天 次陰雨天 次 每次灌溉 施肥量 mL EC mS cm 1 pH 幼苗期2 1 200 2 0 6 0 開花坐果期4 1 200 2 5 6 0 果實(shí)膨大期6 2 200 3 0 6 0 191 2023年1月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第1期 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2 1 管路的鋪設(shè) 根據(jù)場(chǎng)地情況對(duì)基質(zhì)袋培番茄的管路和滴箭進(jìn)行 設(shè)計(jì) 選擇與安裝 主管道進(jìn)水與混肥桶連接 主管 道連接12根支管進(jìn)行出水 每根支管均布接入5個(gè)穩(wěn) 流器 以一出四箭的形式安裝滴箭 將4根滴箭插于 番茄四周的基質(zhì)上 以保證番茄對(duì)營(yíng)養(yǎng)液是充分吸 收 具體管道布置如圖3所示 毛管 穩(wěn)流器和滴箭 參數(shù)如表3所示 圖3 管路布置圖 Fig 3 Pipeline layout drawing 表 3 滴灌裝置部件性能參數(shù) Table 3 Component performance parameters of drip irrigation device 部件單位性能參數(shù) 毛管 直徑 長(zhǎng)度 mm 5 800 穩(wěn)流器 流量 L h 4 滴箭 長(zhǎng)度 cm 10 2 2 PLC輸入輸出 PLC通過控制各個(gè)部件 對(duì)番茄進(jìn)行合理灌溉 其PLC外部接線如圖4所示 圖4 PLC外部接線圖 Fig 4 External wiring diagram of PLC 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3 1 上位機(jī)的設(shè)計(jì) 上位機(jī)采用C 語言在 NET Framework4 0環(huán)境下 進(jìn)行開發(fā) 主要功能是連接數(shù)據(jù)庫(kù)并調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)中的 數(shù)據(jù) 對(duì)其進(jìn)行分析 從而計(jì)算出灌溉施肥量和出水 泵工作的時(shí)間 通過串口連接PLC Monitor Unity軟件 并對(duì)下位機(jī)程序定時(shí)器設(shè)定值進(jìn)行修改 記錄每次的 灌溉量 通過Chart控件使番茄整個(gè)生長(zhǎng)階段每日灌 溉施肥量的變化情況可視化 上位機(jī)操作界面如圖5 所示 圖5 上位機(jī)軟件操作界面 Fig 5 Operation interface of upper computer software 3 2 數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建 通過SQL Server2018軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建 其具 體參數(shù)如表4所示 表4 數(shù)據(jù)信息表 Table 4 Table of data information 字段名字段類型字段屬性 Time datetime時(shí)間 PAR Varchar 10 光合輻射 3 3 PLC控制流程 通過設(shè)置每日定時(shí)灌溉施肥時(shí)間 在到達(dá)灌溉施 肥時(shí)刻后 啟動(dòng)A肥 B肥 酸液泵和對(duì)應(yīng)的電磁閥及 進(jìn)水開關(guān) 在EC值和pH值達(dá)到合理范圍后 啟動(dòng)出 水泵 對(duì)作物進(jìn)行灌溉施肥 灌溉施肥時(shí)間結(jié)束后 關(guān) 閉各個(gè)工作部件 在肥液超過混肥桶限位時(shí) 則關(guān)閉 進(jìn)水開關(guān)及A肥 B肥 酸液泵和對(duì)應(yīng)的電磁閥 發(fā)生 故障時(shí)則進(jìn)行報(bào)警 PLC控制流程如圖6所示 4 試驗(yàn)結(jié)果分析 試驗(yàn)于2020年10月在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械 化研究所的溫室進(jìn)行 分別進(jìn)行了出水量均勻性試驗(yàn) 和EC值 pH值響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn) 291 2023年1月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第1期 圖6 PLC控制流程圖 Fig 6 PLC control flow chart 4 1 出水量均勻性試驗(yàn) 依次選取第1 3 5 7 9 11根支管 并依次選取 支管第1 3 5個(gè)位置作為出水量試驗(yàn)的出水點(diǎn) 分別 作為A組 B組和C組 共18個(gè)位置 分別在4 5 9 12min時(shí)對(duì)每個(gè)點(diǎn)的出水量進(jìn)行測(cè)量 對(duì)出水量誤差 和均勻度進(jìn)行分析 如表5 表8所示 對(duì)應(yīng)的出水量 變化趨勢(shì)如圖7所示 根據(jù)克里斯琴森均勻系 數(shù) 11 12 對(duì)出水量均勻性進(jìn)行分析 計(jì)算公式為 Cu 1 q q 1 式中 Cu 克里斯琴森均勻系數(shù) q 滴頭平均出水量 g q 滴頭平均流量與各滴頭出水量之差的絕對(duì) 值 q 1n n i 1 qi 2 q 1n n i 1 qi q 3 式中 n 滴頭的個(gè)數(shù) qi 第i個(gè)滴頭的出水量 g a b c 圖7 A B C組分別在4 5 9 12min時(shí)的出水量變化 Fig 7 The changes of water yield in groups A B and C at 4 5min 9min and 12min 表5 4 5min內(nèi)各組出水量 Table 5 Water yield of each group within 4 5min g 序號(hào)A組B組C組 1 309 307 306 2 307 305 304 3 304 303 302 4 301 300 299 5 299 298 296 6 295 294 292 表6 9min內(nèi)各組出水量 Table 6 Water yield of each group within 9min g 序號(hào)A組B組C組 1 612 610 607 2 609 606 604 3 605 604 598 4 601 600 595 391 2023年1月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第1期 續(xù)表6 g 序號(hào)A組B組C組 5 597 596 591 6 594 593 588 表7 12min內(nèi)各組出水量 Table 7 Water yield of each group within 12min g 序號(hào)A組B組C組 1 815 811 809 2 809 808 805 3 805 804 801 4 801 799 796 5 798 796 791 6 795 793 788 表8 在不同時(shí)間內(nèi)各組出水量誤差和均勻度系數(shù) Table 8 The error and uniformity coefficient of each group s water yield in different time 組號(hào)時(shí)間 min 評(píng)價(jià)指標(biāo) 誤差范圍 均勻度系數(shù) A組 4 5 0 33 3 00 98 62 9 0 17 2 00 98 73 12 0 13 1 88 98 61 B組 4 5 0 2 33 99 06 9 0 1 67 99 14 12 0 13 1 38 99 02 C組 4 5 0 33 2 60 99 27 9 0 33 2 00 99 27 12 0 13 1 50 99 16 由圖7可知 滴箭出水量與管道長(zhǎng)度成反比 水流 過的管道越長(zhǎng) 出水量越少 水流過的管道越短 出水 量越多 這是因?yàn)榍懊娴牡渭扔兴鹘?jīng)過 所以不 同位置出水量會(huì)有一定差距 由表8可知 在前 4 5min時(shí) 各組出水量誤差最大 各組均勻度系數(shù)較 小 隨著時(shí)間的變化 各組誤差逐漸變小 且均勻度更 高 最高可達(dá)99 27 總體來說 3個(gè)時(shí)間段內(nèi) 各組 出水量均勻度系數(shù)和誤差都在可接受范圍內(nèi) 均勻度 系數(shù)最低為98 61 最大誤差為3 能夠滿足番茄灌 溉需求 4 2 EC pH值響應(yīng)時(shí)間試驗(yàn) 本試驗(yàn)主要對(duì)EC值 pH值達(dá)到合理范圍的響應(yīng) 時(shí)間進(jìn)行測(cè)試 通過各個(gè)泵 閥和開關(guān)配合工作 使得 實(shí)際測(cè)量值接近預(yù)設(shè)值 并穩(wěn)定于合理范圍內(nèi) A肥 桶母液的EC值為6 2mS cm B肥桶母液的EC值為 3 9mS cm 酸液桶的pH值為2 16 EC值的預(yù)設(shè)值設(shè) 置為1 29mS cm pH值的預(yù)設(shè)值為6 0 試驗(yàn)結(jié)果如 圖8和圖9所示 圖8 EC值變化 Fig 8 EC values change 由圖8可知 隨著時(shí)間變化 EC值逐漸趨于穩(wěn)定 在25s時(shí)EC值為1 291mS cm 接近預(yù)設(shè)值 之后一直 穩(wěn)定于 1 290 0 03 mS cm以內(nèi) 圖9 pH值變化 Fig 8 pH values change 由圖9可知 隨著時(shí)間變化pH值逐漸趨于穩(wěn)定 在20s時(shí)pH值為6 03 接近預(yù)設(shè)值 之后一直穩(wěn)定于 6 00 0 07以內(nèi) 5 結(jié)論 1 根據(jù)溫室基質(zhì)袋培番茄的所需水肥規(guī)律及當(dāng) 491 2023年1月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第1期 日的光合有效輻射情況 建立了一套智能灌溉施肥系 統(tǒng) 可以減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)約水肥資源 2 對(duì)智能灌溉系統(tǒng)進(jìn)行了出水量均勻性試驗(yàn) 結(jié) 果表明 出水量在4 5min時(shí)最大誤差為3 最低均 勻系數(shù)為98 61 在9min時(shí)最大誤差為2 最低均 勻系數(shù)為99 02 在12min時(shí)最大誤差為1 88 最 低均勻系數(shù)為99 16 總體符合作物生長(zhǎng)需求 3 對(duì)智能灌溉系統(tǒng)進(jìn)行了EC值 pH值響應(yīng)時(shí)間 試驗(yàn) 結(jié)果表明 EC值在25s時(shí)接近預(yù)設(shè)值 并進(jìn)入穩(wěn) 定狀態(tài) 穩(wěn)定后EC值范圍保持在 1 290 0 03 mS cm以內(nèi) pH值在20s的時(shí)候接近預(yù)設(shè)值 并進(jìn)入穩(wěn)定 狀態(tài) 穩(wěn)定后pH值范圍保持在6 00 0 07以內(nèi) 總體 滿足要求 參考文獻(xiàn) 1 王望來 陳梓暉 淺析農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù) J 木工機(jī)床 2020 4 17 19 2 滕紅麗 李承輝 仝浩遠(yuǎn) 等 基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能 節(jié)水灌溉系統(tǒng)研究 J 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2021 2 98 100 3 楊波 魏文政 陳盟 等 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能化節(jié)水灌 溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 J 水利技術(shù)監(jiān)督 2020 5 44 48 4 黃語燕 劉善文 陳永快 等 溫室基質(zhì)栽培水肥一體化 施肥系統(tǒng)的構(gòu)建 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019 47 21 278 281 5 李雅靜 孟慧 張小青 基于PLC控制系統(tǒng)的溫室灌溉系 統(tǒng)設(shè)計(jì) J 機(jī)械工程與自動(dòng)化 2018 6 165 166 6 金永奎 盛斌科 一體化全自動(dòng)灌溉施肥機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn) J 中國(guó)農(nóng)村水利水電 2019 8 63 68 7 王佳明 陳思 荊騰 等 無土栽培遠(yuǎn)程灌溉控制系統(tǒng) J 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) 2020 38 9 959 965 8 KARMAKAR RAHUL SARKAR BIDYUT BIMAN A proto type modeling of smart irrigation system using event B J SN computer science 2021 2 1 36 9 LIAO RENKUAN ZHANG SHIRUI ZHANG XIN et al De velopment of smart irrigation systems based on real time soil moisture data in a greenhouse proof of concept J Agri cultural water management 2021 245 c 106632 10 湯圓強(qiáng) 李濤 王虹云 等 智能溫室番茄栽培管理技術(shù) 研究進(jìn)展 J 長(zhǎng)江蔬菜 2020 22 43 49 11 張林 吳普特 范興科 等 低壓滴灌灌水均勻度試驗(yàn)研 究 J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 2009 37 12 207 212 12 中華人民共和國(guó)水利部 微灌工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) S 北京 中國(guó)水利水電出版社 1995 Design and Experiment of Precise Control System of W ater and Fertilizer for Bag cultured Tomato in Greenhouse Han Kunlin1 Chen Yifei2 Yu Chen2 Ma Yan2 Yang Huimin2 Jiang Yongxin2 1 Mechanical and Electrical Engineering College Xinjiang Agricultural University U r u mqi 830052 China 2 Insti tute of Agricultural Mechanization Xinjiang Academy of Agricultural Sciences U r u mqi 830091 China Abstract In view of the labor intensity of artificial irrigation and fertilization for bag grown tomato in greenhouse as well as the situation that water and fertilizer resources are easy to be wasted and the degree of intelligence is not high e nough a set of intelligent irrigation and fertilization control system based on the Photosynthetic radiation and the law of water and fertilizer required by bag cultured tomato was studied This study develops the upper machine with C lan guage sets up a database with SQL Server software writes PLC program with GX Works2 software The irrigation fertiliz er and irrigation fertilization time is calculated through the data of PC database obtained by sensor real time transmission and rule of water requirements of tomato The operation time of water pump in the PLC program can be changed through PLC Monitor Unity software ensuring the PLC reasonable irrigation fertilization on tomato every day and the construction of intelligent fertigation system of water yield uniformity test in different time The EC value and pH value were used to test the response time The results show that the minimum uniformity coefficient was 98 61 at 4 5min 99 02 at 9min and 99 16 at 12min The EC value was stable at 25s and kept within 1 290 0 03mS cm The pH value was stable at 20s and kept within 6 00 0 07 The system can make different amount of irrigation and fertilizer according to the photosynthetic radiation change which can not only reduce the labor intensity but also has the characteristics of fast response accurate irrigation and fertilizer and the amount of water fertilizer in line with the growth demand of tomato Key words irrigation and fertilization system upper computer uniformity bag cultured tomato 591 2023年1月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第1期