農(nóng)村滴灌自動(dòng)化控制技術(shù)改進(jìn)研究

侯義南 羅建華 張華永 尹龍泉 王飛飛

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。其中農(nóng)業(yè)的灌溉方式也隨之發(fā)生改變，逐漸向發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)化、智能化灌溉技術(shù)方面靠攏。不過(guò)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢、先進(jìn)設(shè)備較少導(dǎo)致無(wú)法大面積使用滴灌自動(dòng)化控制技術(shù)。而滴灌控制技術(shù)的高度節(jié)水、降低灌溉成本、同步化施肥、適應(yīng)性強(qiáng)以及方便操作維護(hù)等特點(diǎn)，又符合我國(guó)西部的缺水現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)發(fā)展慢以及地形等特點(diǎn)。因此，需要相關(guān)企業(yè)部門(mén)，借助現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)研究出更符合地區(qū)發(fā)展的滴灌技術(shù)。而滴灌自動(dòng)化隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)會(huì)向自動(dòng)化控制蓄水池、減壓裝置、施肥過(guò)濾裝置以及全制動(dòng)化中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等方面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能化灌溉技術(shù)。從而提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。本文根據(jù)我國(guó)農(nóng)村自動(dòng)化控制滴灌技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并對(duì)未來(lái)農(nóng)村滴灌制動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做出詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村;灌溉;滴灌技術(shù);自動(dòng)化控制

引言

現(xiàn)階段，信息技術(shù)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)發(fā)展中，部分農(nóng)村的灌溉管理也從傳統(tǒng)的人為主的管理，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)制動(dòng)化控制管理技術(shù)。而大部分的發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)已經(jīng)全面替代傳統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化以及智能化，但是發(fā)展中國(guó)家的技術(shù)水平較低、經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較慢且對(duì)于農(nóng)業(yè)灌溉研究較少，導(dǎo)致與發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)存在一定的差距。不過(guò)，我國(guó)目前已經(jīng)結(jié)合某些地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，研究出相關(guān)自動(dòng)化控制灌溉技術(shù)，而滴灌技術(shù)受到了大部分農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者的青睞，并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

一、我國(guó)農(nóng)村自動(dòng)化控制滴灌技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，政府針對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)方面投入大量研究，使我國(guó)的農(nóng)村灌溉技術(shù)發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的人為灌溉到現(xiàn)在的制動(dòng)化灌技術(shù)，并根據(jù)地區(qū)的發(fā)展?fàn)顩r以及地質(zhì)特征研究多種滴灌制動(dòng)化控制技術(shù)。而對(duì)于我國(guó)現(xiàn)階段的滴灌控制技術(shù)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，一部分滴灌控制技術(shù)的在精準(zhǔn)控制技術(shù)方面比較好，但是制造成本較高、操作過(guò)程復(fù)雜以及維修要求專(zhuān)業(yè)性高[1]。還有一部分滴灌控制技術(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際灌溉情況安裝了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，但是實(shí)用性不高，主要還是依賴(lài)人工操作，根據(jù)過(guò)往的操作經(jīng)驗(yàn)控制灌溉的水量以及次數(shù)。

二、農(nóng)村實(shí)用滴灌自動(dòng)化控制技術(shù)的特點(diǎn)

我國(guó)現(xiàn)階段的灌溉技術(shù)具備以下特點(diǎn)：第一高度節(jié)水，其符合我國(guó)西部水資源匱乏的特點(diǎn)，符合我國(guó)提出的節(jié)約水之源，提高灌溉效率的政策。滴灌系統(tǒng)主要是通過(guò)全網(wǎng)全管道通水，進(jìn)行局部區(qū)域的少量、適時(shí)灌溉，且針對(duì)不同的農(nóng)產(chǎn)業(yè)的灌溉水分滲透適宜。相較于傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)而言，滴灌系統(tǒng)的灌溉技術(shù)可以在最大程度上減少灌溉用水，且將所用到的灌溉水分充分利用。第二經(jīng)濟(jì)節(jié)本。其符合我國(guó)大部分農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后的特點(diǎn)，該系統(tǒng)是運(yùn)用24小時(shí)全天候的灌溉技術(shù)，主要是對(duì)滴水口進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使滴灌合理控制灌溉水量。并且對(duì)入水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免灌溉水量過(guò)多或過(guò)少現(xiàn)象[2]。該滴灌灌溉技術(shù)從這些方面進(jìn)行研究，便可將自動(dòng)化控制灌溉系統(tǒng)中必要的中央控制首腦零件去掉，為農(nóng)業(yè)制動(dòng)化控制灌溉技術(shù)節(jié)省一部分制造成本。第三同步施肥，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)滴灌灌溉技術(shù)時(shí)，可以將溶解性的肥料加入滴灌的入口，為了避免肥料對(duì)滴管口造成堵塞現(xiàn)象，加入肥料過(guò)濾網(wǎng)。從而實(shí)現(xiàn)滴水施肥同時(shí)進(jìn)行，使肥料的利用效率達(dá)到最高，促進(jìn)農(nóng)作物的成長(zhǎng)。第四適應(yīng)性強(qiáng)，滴灌灌溉技術(shù)的使用范圍較廣，符合我國(guó)地行多樣的特點(diǎn)，適用于丘陵、盆地、平原、高原等地區(qū)，對(duì)地區(qū)現(xiàn)有的土壤結(jié)構(gòu)影響較小，避免了由于灌溉技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)引起的水土流失、土壤肥力喪失以及土壤鹽漬化。第五便于維護(hù)，滴灌灌溉的系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。因此，農(nóng)民操作起來(lái)比較方便，而且方便日常維護(hù)。

滴灌灌溉系統(tǒng)技術(shù)受到密植型作物的廣泛應(yīng)用，改變了該種作物的灌溉成本高以及灌溉效率低的特點(diǎn)，并且將農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本在一定程度上降低40%，不僅提升了水資源的利用效率，還符合農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)狀況、實(shí)用度高。

三、現(xiàn)階段智能技術(shù)發(fā)展與展望

現(xiàn)階段信息技術(shù)不斷發(fā)展，滴灌自動(dòng)化控制技術(shù)將向智能化灌溉技術(shù)發(fā)展。智能化的灌溉技術(shù)將極大減少人力操作，甚至不需要?jiǎng)趧?dòng)力的參與，最大程度上實(shí)現(xiàn)零經(jīng)驗(yàn)、零基礎(chǔ)的進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)。因此，需要對(duì)滴灌技術(shù)進(jìn)行深入的研究，對(duì)每個(gè)地區(qū)的實(shí)際情況研究出適合的滴灌技術(shù)。

3.1 自動(dòng)化控制蓄水池

該技術(shù)將改變滴灌技術(shù)的24小時(shí)全天侯灌溉情況，主要是針對(duì)不同的農(nóng)村作物進(jìn)行灌溉，并且根據(jù)農(nóng)作物的生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)確定灌溉的時(shí)間、水量，提升灌溉的效果，而該技術(shù)主要是運(yùn)用PLC控制以及單片及控制技術(shù)進(jìn)行精確的控制[3]。

3.2 減壓裝置

在滴灌灌溉系統(tǒng)中安裝減壓裝置，并且將該裝置與滴灌的滴水口的開(kāi)關(guān)進(jìn)行相連。當(dāng)?shù)喂嘞到y(tǒng)中的毛管處的壓力較大時(shí)，可以借助傳感器得知壓力較大，進(jìn)而通過(guò)減壓裝置自動(dòng)改變進(jìn)水口的水量;當(dāng)?shù)喂嘞到y(tǒng)中毛管處壓力較低時(shí)，同樣可以借助傳感器得到壓力過(guò)小的信號(hào)，經(jīng)過(guò)減壓裝置自動(dòng)改變進(jìn)水口水量，達(dá)到加壓效果，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉。

3.3 施肥過(guò)濾裝置

為了在滴灌灌溉同步施肥中，不再使用單一的溶解性肥料，并且對(duì)肥料的用量進(jìn)行科學(xué)的控制[4]。在滴灌系統(tǒng)中加入智能微控定量精準(zhǔn)施肥裝置以及高科技納米過(guò)濾器，如果對(duì)于過(guò)濾的效果要求較高，達(dá)到中率或高率的效果，可以使用管式過(guò)濾機(jī)或者膜過(guò)濾器設(shè)備。

3.4 全自動(dòng)化中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

將滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的控制器，逐步替換成中央計(jì)算機(jī)、集群控制器、GPRS數(shù)據(jù)采集器以及電磁閥等，其整個(gè)調(diào)控過(guò)程主要為：通過(guò)中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)的編程，并且將程序轉(zhuǎn)到集群控制器，傳達(dá)到GPRS數(shù)據(jù)采集器中，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)達(dá)到中央計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)，最后到達(dá)電池閥。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，滴灌自動(dòng)化控制技術(shù)符合我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r。其所具備的高度節(jié)水、造價(jià)成本低、灌溉與施肥同步、適應(yīng)多種地形條件以及方便農(nóng)民的操作維護(hù)特點(diǎn)，全面解決了農(nóng)作物的灌溉問(wèn)題，提高了水資源的利用效率，促進(jìn)農(nóng)作物的高效生長(zhǎng)，避免土地由于灌溉不當(dāng)引起的水土流失情況。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)滴灌自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)向智能化方向進(jìn)步，研究出符合每個(gè)地區(qū)實(shí)際情況的滴灌技術(shù)，而自動(dòng)化控制蓄水池、減壓裝置、施肥過(guò)濾裝置以及全制動(dòng)化中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)是滴灌自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，不僅提高了科技含量，還實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村灌溉技術(shù)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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