滴灌自動化技術的發(fā)展優(yōu)勢及前景分析

馬開杰

【摘要】：滴灌自動化技術是在原膜下滴灌應用技術的基礎上，運用現代自動化控制技術、信息技術綜合集成的一項新術，為現代化大農業(yè)提供了新的發(fā)展平臺。隨著滴灌技術的快速發(fā)展，滴灌自動化技術的推廣趨向成熟，但目前仍存在不容忽視的問題。通過分析滴灌自動化技術發(fā)展背景與發(fā)展現狀，指出存在的問題及相應發(fā)展對策，以便促進滴灌逐漸向低能耗、集約化、自動化、智能化方向發(fā)展。

【關鍵詞】：滴灌自動化；農業(yè)生產；應用

【引言】：21 世紀以來隨著工業(yè)與農業(yè)的發(fā)展，人口與經濟的增長，世界水資源的需求量不斷增加，水資源緊缺已成世界性問題，發(fā)展節(jié)水灌溉事業(yè)具有極其重要的意義。如今，發(fā)達國家的農業(yè)灌溉技術已經基本實現了自動化、智能化，而發(fā)展中國家由于受財力、物力、智力等因素制約， 自動化灌溉水平難以在現階段向發(fā)達國家靠齊[1]，但是也形成了符合自身發(fā)展現狀的自動化控制灌溉技術， 其中滴灌技術便是一種應用較為普遍的自動化控制灌溉技術。

1 我國農村自動化控制滴灌技術應用現狀

近年來，隨著經濟社會的飛速發(fā)展，我國的灌溉方式發(fā)生了諸多改觀， 符合我國發(fā)展現狀的滴灌自動化控制技術層出不窮。在對各類滴灌技術進行對比研究發(fā)現，有的滴灌技術在精準控制方面表現較好，但是成本很高，不易維護；有的滴灌技術還停留在人力操作的層面上，雖然安裝了自動化控制系統(tǒng)，但自動化效率還不高，基本上還需根據經驗來確定灌溉次數和水量。

2 滴灌自動化控制的優(yōu)點

2.1 實現了規(guī)范化管理，提高了人工管理效率

常規(guī)的膜下滴灌在灌溉時需人工開啟閥門，從而因人為因素造成灌水時間、灌水均勻度達不到設計要求，節(jié)水增產效果不明顯。使用自動化控制后，滴灌輪灌、施肥的命令由中央監(jiān)控站通過網絡對田間工作站和田間電磁閥進行控制，杜絕了人工灌溉、施肥的隨意性，從而實現節(jié)水、降耗、增產、增效的目標。其次，用戶在進行灌溉時，只需通過首部觸摸屏或者手機短信就可以給中央控制發(fā)出操作指令，自動化控制系統(tǒng)協(xié)同各個部分完成灌溉任務。這樣使人工管理定額由原來的2.5 ～ 3.3 hm2 提高到現在的15.0 ～ 20.0 hm2，人工管理定額提高了近6 倍，勞動強度大大降低，人工管理費用降低50%左右。

2.2 提高各種作物的灌水均勻度

通過自動化中心控制室對田間電磁閥發(fā)出指令，按設計輪灌秩序進行灌溉，徹底解決了原滴灌采用人工控制球閥進行灌溉，不能嚴格按照設計輪灌，經常因人為開啟球閥延長輪灌時間，造成輪灌周期得不到有效控制，作物因灌水不均勻而達不到最好的節(jié)水、增產效果。而自動化控制系統(tǒng)杜絕了人工開啟閥門的隨意性，使灌溉時間得以保證，灌溉水量得到有效控制，灌水均勻度可提高20%，水、肥均勻。

2.3 展示了先進的節(jié)水技術，增產節(jié)水、節(jié)本增效優(yōu)勢明顯

自動化的控制滴灌系統(tǒng)因為提高了灌水均勻度，滿足棉花生長對水分、肥料的需求，所以具有明顯的增產節(jié)水、節(jié)本增效的優(yōu)勢。以南疆農一師三團棉花滴灌的自動化控制試驗[2]分析：使用自動化控制后的籽棉單產平均增加315 kg/hm2， 增產5%左右；節(jié)水900 m3/hm2， 節(jié)水20% ～ 30%； 降低施肥成本10%，增效1 296.3 元/hm2。另外，北疆農八師一四九團的示范田在2007 年棉花苗期受災的影響下[3]，增產籽棉200 kg/hm2，同比仍增產4%。

3、前景

近年來.滴灌技術得到了突飛猛進的發(fā)展。我國西部各省都有所分布。特別是新疆發(fā)展迅速。僅新疆生產建設兵團就已推廣10.7萬hm2.這主要要歸功于高科技管線技術、水肥連供技術和計算機控制技術等的應用。高科技管線技術解決了原有滴灌技術易堵塞和出流率不均勻、滴灌設備使用壽命較短的問題。掃清了滴灌技術大范圍推廣應用的障礙：水肥連供技術等功能多樣化帶來的勞動力節(jié)約等。使滴灌技術的比較成本快速下降，原有投入成本高的劣勢得到了一定弱化：計算機控制技術的應用徹底改變了傳統(tǒng)的灌溉和施肥方式。使農業(yè)灌溉和施肥變得十分方便、精準快捷，并從野外作業(yè)走向了室內操作。當然，滴灌技術作為一種高投入的新興技術目前所占的比重還比較低，從表1可看出。當前滴灌面積只占全球總灌溉面積的2名，在3種灌溉方式中比重最小，特別亞洲國家僅占O.5名.97.5茗的灌溉仍是效率最低、效果最差的渠灌。因此.加大滴灌技術推廣力度、提高滴灌比重將是我國及眾多亞洲國家未來灌

溉的發(fā)展方向，就我國而言。應從以下3個方面著手。

3.1以點帶面，做好示范。

滴灌初始投入成本較高。每667m2投入千元左右。甚至更高。對于經濟基礎較為薄弱的農民來說是不敢輕易嘗試的。初始階段政府必須通過示范園區(qū)、示范項目等進行引導。讓農民切實看到滴灌技術的好處。并加以適當扶持。

3.2高附加值經濟作物和林果業(yè)先行，逐步推廣應用。 在滴灌技術高成本的情況下。小麥、玉米等收益較低的大田作物推廣應用

滴灌技術顯然不合適宜，即使在以色列也未做到。滴灌技術首先應用于經濟收益較高的溫室大棚、林果業(yè).通過滴灌技術的增產、減病優(yōu)勢。增加農產品產量，提高農產品品質，實現農業(yè)生產的高效益，然后，再向較低收益的大田經濟作物等推廣。

3.3缺水干旱地區(qū)為重點，國家重大投資項目強力推行。

缺水干旱地區(qū)水資源緊張。采用滴灌技術進行灌溉緊迫性強，比較優(yōu)勢明顯，以干旱地區(qū)為重點.從水資源的供給能力、人們的接受意識、經濟效益等各個方面都有利于滴灌技術的推廠應用；此外，從承擔社會責任、倡導技術革新、推廣先進技術、追求生態(tài)效益方面講，國家投資的重大項目應該強力推行。

【參考文獻】：

[1] 孫偉.中國農業(yè)節(jié)水技術推廣關鍵影響因素研究[D].黑龍江：東北農業(yè)大學，2012.

[2] 王光強，張凡，謝龍.棉田膜下滴灌自動化控制技術的應用[J].新疆農墾科技，2005（5）：45-46.

[3] 李寶珠，楊銘，楊樹新，等.天業(yè)自動控制滴灌新系統(tǒng)在149團的試驗[J].新疆農機化，2007（3）：49-50.