我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的***已达70%～80%。特别是我国北方各省水资源缺乏，然而多年来使用传统方式为植株浇水不仅效率低、成本高而且浪费十分严重，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。在这种背景下，我们的智能浇灌控制系统应运而生了。智能水肥一体化浇灌控制系统不仅可以提高水资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以提高灌溉管理水平，改变人为操作的随意性，同时能够减少灌溉用工，降低管理成本，显著提***益。因此，推广实施智能水肥一体化系统，改变目前普遍存在的粗放方式，提高灌溉水利用率，是有效解决灌溉节水问题的必要措施之一。
智能水肥一体化浇灌控制系统涉及到农业物联网传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，该水肥一体化系统主要面向农田，园林，温室农业等领域的日常灌溉控制和管理而设计，并通过现代化的科学技术手段，达到降低人力成本，提高自动化生产效率，节约水资源的目的。该水肥一体化系统具有实用性和良好的展示性，水肥一体化系统硬件具备良好的稳定性，以及防水、防潮、抗高温的能力。
水肥一体化系统有以下功能特点：
1.节水节肥——按照比例调控，使水肥达到化利用。
2.提高产量——投运该水肥一体化系统可增产30-50%。
3.省时省力——减少人力成本投入，***管理。
4.智能控制——根据土壤水分温度等相关参数自动反馈控制灌溉。
5.科学研究——本水肥一体化系统扩展性强，可用于高校科学研究。
水肥一体化智能控制系统，集施肥控制、灌溉控制于一体。可实现每个灌溉点与施肥点的手动与自动控制，自动控制包括定时控制和传感器联动控制。水肥一体化控制系统内部采用高速CPU处理模块，对数据进行处理，实现高速的施肥控制。智能水肥一体化控制系统可以设定灌溉的起始时间、结束时间可自动进行灌溉。可关联土壤温度或土壤湿度传感器，设定相应阀值自动灌溉。设定施肥起始时间，并且可以设定施肥时长。可根据预先设定的PH值和EC值，对肥液PH值和EC值进行调节。肥液桶上下液位报警、PH值、EC值过高，主管道高压力。智能水肥一体化控制系统可通过有线或无线与电脑手机相连实现远程控制。
水肥一体化技术中常用到的施肥设备主要有：压差施肥罐、文丘里施肥器、泵吸肥法、泵注肥法、自压重力施肥法、施肥机等。
一、压差施肥罐
1.基本原理
压差式施肥罐，由两根细管（旁通管）与主管道相接，在主管道上两条细管接点之间设置一个节制阀（球阀或闸阀）以产生一个较小的压力差（1～2米水压），使一部分水流流入施肥罐，进水管直达罐底，水溶解罐中肥料后，肥料溶液由另一根细管进入主管道，将肥料带以作物根区（图1-1～图1-3）。图1-1 压差施肥罐示意图图1-2 立式金属施肥罐图1-3 立式塑料施肥罐肥料罐是用抗腐蚀的陶瓷衬底或镀锌铸铁、不锈钢或纤维玻璃做成，以确保经得住系统的工作压力和抗肥料腐蚀。在低压滴灌系统中，由于压力低（约10米水压），也可用塑料罐，固体可溶肥料在肥料罐里逐渐溶解，液体肥料则与水快速混合。随灌溉进行，肥料不断被带走，肥料溶液不断被稀释，养分越来越低，后肥料罐里的固体肥料都流走了（图1-4）。该系统较简单、便宜，不需要用外部动力就可以达到较高的稀释倍数。然而，该系统也存在一些缺陷，如无法控制灌溉水中的肥料注入速率和养分浓度，每次灌溉之前都得重新将肥料装入施肥罐内。节流阀增加了压力的损失，而且该系统不能用于自动化操作。肥料罐常做成10～300升的规格。一般温室果树大棚小面积地块用体积小的施肥罐，露地果树轮灌区面积较大的地块用体积大的施肥罐。