2016年，北京農業智能裝備技術研究中心在孫家灘現代農業示範園區安裝了有機水肥一體化智能裝備，在紫薯生產中示範了有機水肥一體化技術和配套管理，實現了水肥的自動化、高效化管理；並製備出有機液肥，適時適量地為紫薯生長提供養分，使紫薯產量達1733.59 kg/667m²。
栽培概況
品種選擇
紫薯栽培品種『凌紫』，屬早熟性品種，葉色深綠，頂三葉紫紅，葉心臟形，淺裂單缺刻，葉柄葉脈全綠色；薯形長紡錐形，薯皮光滑，紫黑光亮，薯肉深紫色；單株結薯4~6塊，每667 m²產量達1500~2500 kg。
培育壯苗
培育無毒健壯的薯苗是紫薯有機栽培生產的關鍵技術之一。3月下旬，選擇避風向陽、土壤肥沃的地塊，搭建拱棚（大小根據苗床面積定），覆蓋棚膜，以提高地溫；4月初，建造苗床，每667 m²備足3 m²苗床（苗床的長×寬=3 m×1 m），深15~20 cm，在床底鋪1層腐熟有機肥澆水蓋土。選擇100~250 g無病蟲的薯塊，以3 cm間隔排種，然後覆蓋2~3 cm厚細土，澆糞水（40 kg/m2），再蓋上地膜（可再加小拱棚保溫）。當薯塊出苗60%以上時，揭掉地膜；出苗後保持溫度在25~30℃，苗床見干見濕，氣溫高時需注意通風。在具有6個展開葉、薯苗高15~25 cm時，及時剪苗，用於栽插。剪苗時一般需離苗床3 cm以上，留2~3片葉以利再生。
整地做畦
翻地前，先清理前茬殘留垃圾，如破碎地膜等。深翻土壤30 cm左右，再均勻撒施基肥（充分腐熟的羊糞3000 kg/667m²），再次深翻使肥和土壤均勻混合。南北向做大壟，壟距為120 cm，壟高30 cm。
定植
定植前，壟上鋪置雙行滴灌帶，覆蓋地膜提高地溫。於5月上中旬栽插，選擇健壯、頂三葉齊平、節間粗短、無氣生根、無病害的薯苗，雙行定植，定植密度為4000株/667m²。採用水平栽插法，薯苗栽插入土壤5~7cm深，保持薯苗直立，栽後拍（踩）實，讓根與土壤緊密接觸，澆足定植水。
田間管理
完成定植後，及時查苗補苗，確保苗齊、苗全。生長前期，及時除草。莖葉封壟後，為抑制莖蔓生根、莖葉生長過旺，需適當提蔓2~3次，控制營養生長，使養分向塊根轉移，存進塊根迅速膨大。提蔓時，要輕提輕放，儘量減少莖葉損傷。生長後期，注意防止莖葉早衰，如長勢較旺，需適當減去部分莖蔓，改善通風透光條件。全生育期應加強肥水管理，即先追施N含量相對較高的有機液肥促植株生長，在合理追施高N、高P、高K有機液肥確保植株長勢和結薯、膨大。
水肥一體化管理
有機水肥一體化是針對有機肥的機械化、自動化製備與施用，有機生產中水肥精細化、自動化管理而提出，是以常規生產中的水肥一體化技術為基礎，將微生物好氧發酵製備出濃度較高、穩定性較好的高N、高P、高K有機液肥，在系統控制下根據作物養分需求規律進行配比混合、稀釋，並基於灌溉策略藉助微灌系統均勻、適時、適量地輸送至作物根際的一種有機栽培水肥一體化管理技術。該項技術是一項集有機液肥製備、有機營養液調配與灌溉為一體的水肥高效管理技術。
在孫家灘現代農業示範園區的水源控制室安裝了有機水肥一體化智能裝備（北京農業智能裝備技術研究中心自主研發）（圖1），通過電磁閥、流量計和PVC主管道將裝備與紫薯地的田間滴灌系統連接，在有機水肥一體化智能裝備與中央控制系統管控下，製備有機營養液、配製與灌溉營養液，實現了紫薯有機栽培的水肥一體化，將水分和養分適時適量地輸送給作物，確保紫薯在各生育期的水肥需求，並提高了水肥利用率，大幅降低了人力投入。
有機水肥一體化中央管控系統
有機水肥一體化控制系統由發酵子系統、儲液子系統、配液子系統及灌溉子系統四部分組成，每部分彼此獨立又相互協同，共同實現對作物（紫薯）水肥的自動管控。發酵子系統自動啟動或停止供氧氣泵和循環閥門（圖2）。儲液子系統採用閾值判別法，通過首先檢測儲液罐中營養液液位，決策出液閥、抽液泵的開閉，將發酵液原液抽至對應儲液桶中。配液子系統負責灌溉營養液配製，即根據作物當前生育期對養分需求的特點，採用PID算法，自動調控吸肥電磁閥與清水電磁閥開閉，實時調控電導率至目標值，配置濃度適宜的灌溉營養液。灌溉子系統（圖3）主要管控水肥何時供應和供應量，系統根據用戶交互的定植日期及灌溉決策（基於土壤含水量變化），控制灌溉水泵、田間電磁閥等開閉，自動執行灌溉流程。
灌溉方式與灌溉系統
該有機水肥一體化智能裝備的有機發酵系統配有多級過濾系統，製備的有機營養液符合微灌系統要求（120目），可採用滴灌、微噴等灌溉系統進行灌溉。在紫薯有機栽培中，結合大壟栽培方式，選擇滴灌灌溉方式。在紫薯地北端，沿東西方向鋪設40PE管道，一端通過流量計、電磁閥與裝備出水口連接，另一端接配套堵頭，拉直並固定好。鋪膜前，對應栽培壟位置，每壟上放置2根滴灌帶，用旁通將支管滴灌帶與主管道連接，每條滴灌帶末端配上堵頭（或打結），並進行固定（圖4）。
營養液灌溉管理
選擇富含N、P或K的秸稈、豆粕、米糠、骨粉、草木灰等農業有機物料，雞糞、牛糞或羊糞等腐熟禽畜糞便，及磷礦粉、鉀礦粉等可做有機肥源的礦物粉，按比例添加微生物菌劑、黑糖，與清水混合（物水比為1:10），在發酵系統中進行20天左右的好氧發酵，得到有機液肥。在中央控制系統的人機友好交互介面輸入紫薯定植日期，灌溉液濃度參數值（EC），各生育期土壤含水量範圍，及啟動灌溉時間（如8:00）。紫薯地栽培壟10~15 cm土層埋設了土壤水分傳感器，實時監測土壤含水量變化，用於決策灌溉。每天設定啟動灌溉時間點8:00，系統分析土壤水分傳感器數據，當土壤含水量低於設定下限（田間持水量75%）時，啟動系統，配製營養液，進行灌溉，當本次灌溉量大於等於計算灌溉量時，自動結束灌溉。
病蟲害防治
該地區栽培紫薯，病蟲害相對較少，但仍需要做好病蟲害防控措施，積極採用物理、生物防治為主的綜合防控措施，確保紫薯有機栽培的產量和品質。搭建網棚，覆蓋銀色40目防蟲網（圖5），將部分蟲源攔擋在棚外；在紫薯地插掛黃、藍誘蟲板，布置誘蟲燈，放誘蟲盆，利用昆蟲對顏色、燈光和性激素的趨性，監測並誘殺害蟲。培育壯苗，加強水肥管理，及時發現病害並立即處理病株，有效控制病蟲害發生。
採收
有機紫薯的栽培管理精細、水肥供應充足及有效防控了病蟲害發生，確保了紫薯植株長勢和產量形成（圖6）。紫薯塊根是無性營養體，沒有明顯的成熟期，在該地區一般是10月上中旬採收。選擇晴天上午濕度較低時，抓緊進行採收，產量可達到1733.59 kg/667 m²。同時，採收時一定輕挖、輕裝、輕運、輕卸，防止損傷、破損表皮。入窖存放前，剔除破皮、斷傷、帶病等薯塊，否則易在貯存期間感染病害，導致腐爛。