“智慧灌溉+共享經(jīng)濟”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會化服務模式探索

文/王謹，萊陽市農(nóng)業(yè)技術推廣中心

1 引言

黨的十九大明確提出，農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問題是關系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作重中之重。要加快推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，構建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營體系，完善農(nóng)業(yè)支持保護制度，發(fā)展多種形式適度規(guī)模經(jīng)營，培育新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，健全農(nóng)業(yè)社會化服務體系，實現(xiàn)小農(nóng)戶和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有機銜接。

2 智慧灌溉系統(tǒng)需要解決的問題

2.1 針對作物需水特性建立灌溉方案

不同作物有不同的需水特性，在不同生長期需要的水量不同。作物在生長關鍵期，需水量也有最低限值，低于這個值的灌水量沒有效果。因此，智慧灌溉系統(tǒng)不僅需要確定作物需水關鍵時間節(jié)點，還需要建立灌溉水量的范圍，在實踐中要能夠結合供水量的多少有效調(diào)節(jié)灌溉的作業(yè)速度。智慧灌溉系統(tǒng)的實現(xiàn)還需要建立與方案相對應的田間監(jiān)測方法，并需要對灌溉關鍵時間節(jié)點的確認與是否達到作物最低需水量有一個監(jiān)測回饋，以便不斷優(yōu)化灌溉方案和提高冗余性。

2.2 提高實際應用能力

灌溉方法與制度是建立在一種作物與一個大范圍區(qū)域的基礎上，但在實際應用中會受到很多客觀因素的影響，因而需要提高智慧灌溉系統(tǒng)的應變能力，增加其可用性。例如，天氣變化與降水量多少的影響，包括在生育期降水量驟降或突升，如何動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)灌水量；水源對灌溉的影響，遇到河水不足及井水出水量不足時，如何保證和解決灌溉水量達到作物最低需水量與作業(yè)整體時間跨度的問題；如何讓灌溉方案能夠及時適應水源不足與氣溫高熱帶來的不利影響；機械化設備灌溉中使用一些作物抗逆性物質(zhì)的添加方法，如何用農(nóng)藝措施配合智慧灌溉；如何在氣象條件與水源條件都好的時候，充分調(diào)節(jié)灌溉次數(shù)與農(nóng)藝措施，運用智慧灌溉系統(tǒng)抓住機遇提高產(chǎn)量、獲取豐收。

2.3 通過灌溉系統(tǒng)獲取作業(yè)數(shù)據(jù)

與人工大水漫灌相比較，智慧灌溉的優(yōu)勢是在灌溉的同時可以持續(xù)采集作業(yè)數(shù)據(jù)。機械設備具有動力與控制系統(tǒng)，可以對灌溉系統(tǒng)進行升級改造，增加數(shù)據(jù)采集模塊，進而實現(xiàn)動態(tài)灌溉數(shù)據(jù)的獲取。首先，需要解決數(shù)據(jù)采集設備的電源供電問題，可以采用外掛電池對模塊供電。其次，需要注意數(shù)據(jù)采集及工控模塊對灌溉設備作業(yè)發(fā)出指令的過程涉及的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)變。智慧灌溉決策系統(tǒng)與單臺設備的工控如PLC主機之間的通信傳輸系統(tǒng)，可以參考三維力控組態(tài)軟件系統(tǒng)。再次，需要能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的及時發(fā)送功能，需要在控制系統(tǒng)上加設無線發(fā)送模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。在數(shù)據(jù)采集方面，需要采集包括灌溉區(qū)域、行走路線、灌溉開始時間、灌溉結束時間、灌溉水量、灌溉中停機及異常情況等信息。此外，還可以針對作業(yè)區(qū)域，布置相關氣象站采集降水量、氣溫、濕度、日照時間等數(shù)據(jù)，配合智慧灌溉系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)一同供決策人員使用，進一步優(yōu)化灌溉方案。

2.4 智慧灌溉系統(tǒng)決策邏輯關系分析

智慧灌溉決策系統(tǒng)需要梳理出一系列相關邏輯，本研究認為其基礎邏輯主要包括3對關系。首先，解決已有灌溉數(shù)據(jù)與作物各生長期土壤含水量的動態(tài)耦合。不同灌溉作業(yè)區(qū)域的土壤情況差別較大，參考已有灌溉數(shù)據(jù)結合實際土壤情況獲取相關作業(yè)灌溉水量，提高灌溉作業(yè)準確性與機械灌溉速度，減少水資源浪費與作業(yè)費用。其次，解決灌溉時間節(jié)點與作物實際生長期匹配的邏輯關系。灌溉要選擇在植物特定生長節(jié)點才能最大程度地提升水分利用率。機械化灌溉與傳統(tǒng)大水漫灌的主要區(qū)別之一就是作業(yè)面積擴大，作業(yè)時間在5～7d，如何根據(jù)作物實際生長狀況與作物關鍵需水期進行匹配需要不斷用數(shù)據(jù)來修正。再次，還需要建立其他農(nóng)藝手段與作物生長、增產(chǎn)、抗逆途徑的耦合。灌溉過程中既可以實現(xiàn)水肥藥一體化，也可以對作物生長進行有效干預，提高作物產(chǎn)量與抗逆性，實現(xiàn)一次澆水完成多項農(nóng)藝措施的目的。特別是因缺少水源、不利天氣、操作經(jīng)驗缺失等造成的作物減產(chǎn)，運用“灌溉+其他營養(yǎng)因子”的使用來降低甚至規(guī)避風險，將是智慧灌溉系統(tǒng)的一個顯著優(yōu)勢。

3 智慧灌溉系統(tǒng)與共享經(jīng)濟相耦合

3.1 提升灌溉業(yè)務服務能力

智慧灌溉系統(tǒng)通過布局在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地塊上的灌溉設備的數(shù)據(jù)交互，使農(nóng)業(yè)專家的灌溉成果參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，并促使共享經(jīng)濟中的農(nóng)業(yè)社會化服務主體與村里合伙人在田間地頭進行應用示范。智慧灌溉系統(tǒng)能充分發(fā)揮雙方積極性，使科研與生產(chǎn)一體化，生產(chǎn)反饋科研，科研指導生產(chǎn)，進一步助推農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化和提升。由過去農(nóng)民自己負責生產(chǎn)變?yōu)槎喾矫婊庸餐岣吖喔人?，通過互動帶動創(chuàng)新成果應用，讓研究成果真正用于實踐。通過智慧灌溉與共享經(jīng)濟融合，使以往農(nóng)戶根據(jù)個人經(jīng)驗種地的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨喔葹橹骶€、從播種到收獲的時間跨度來思考種植管理，從而實現(xiàn)多種農(nóng)事種植管理業(yè)務能力和水平的提升。如：智慧灌溉是實現(xiàn)水肥一體化農(nóng)業(yè)技術落地的有效途徑；機械化灌溉可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全流程機械化，讓勞動力徹底得到解放，農(nóng)民工不再需要在每年的作物灌溉季節(jié)返鄉(xiāng)澆地。

3.2 帶動社會資本投入

共享經(jīng)濟運作方式將過去自行購買的模式變?yōu)楣餐度?、共擔風險、共享收益的合作經(jīng)營模式。轉(zhuǎn)變過去農(nóng)業(yè)服務主體由個人投資的局面，也避免了由于技術不到位、產(chǎn)品有瑕疵、業(yè)務水平低造成的農(nóng)業(yè)服務主體參與機械化灌溉作業(yè)服務積極性的波動。目前，我國灌溉市場尚屬空白，要快速發(fā)展機械化灌溉與節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，不能單純依靠政府、個人投入，迫切需要一種行之有效的機制撬動社會資本投入。智慧灌溉系統(tǒng)提供相關作業(yè)數(shù)據(jù)，可有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的信息不對稱性；在國家城鄉(xiāng)一體化建設進程與普惠金融的大背景下，可為城市的投資者提供灌溉系統(tǒng)建設投資信貸與運營管理數(shù)據(jù)，吸引更多的人（主體）參與進來；充分調(diào)動社會資本參與，加快農(nóng)業(yè)社會化服務事業(yè)的布局。

4 結語

隨著國家的發(fā)展，農(nóng)業(yè)的進步也是必然的。本文以智慧灌溉系統(tǒng)需要解決的問題和智慧灌溉系統(tǒng)與共享經(jīng)濟相耦合進行分析。