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1、发展智能灌溉,破解水资源短缺难题魏炳我国北方水资源普遍缺乏。河南省人均水资源量仅440 m3，相当于全国水平的1/6，属严峻缺水省份。一个地区的水资源是相对固定的，本质上是无法人为增加的。近年，随着全球变暖的加剧，年降水量明显削减，农业浇灌越来越依靠地下水。常年的抽水浇灌，使地下水位逐年下降，造成恶性循环，严峻影响我国农业生产平安。因此，改进农业浇灌方法，提高水资源利用率势在必行。一、国外节水阅历和缺点（一）阅历纵观农业浇灌史，一共经验了几个阶段，从看天吃饭、人力挑水，到水管、水泵、喷灌、滴灌等。水资源利用效率逐步提高，用水量不断削减。目前，喷灌技术、滴灌技术在发达国家已经非常普及。以以色列为
2、例，这个国家的耕地少，沙漠占了该国土地面积的2/3，而且大多数属于干旱和半干旱气候地区，人均水资源占有量不足400 m3，而世界人均水资源占有量为8800 m3。以色列是全球水资源最贫乏的国家之一，干旱缺水是以色列农业生产的最大问题。因此，“节约每一滴水”“给植物灌水，而不是给土壤灌水”成为以色列农业长远发展的必要选择。以色列是世界上最早大规模运用滴灌技术的国家。实践证明，滴灌的效率是惊人的。自以色列建国以来，农业生产增长了12倍，而每公顷土地的用水量保持不变，滴灌技术的应用取得了巨大的经济效益和社会效益，大大缓解了该国水资源短缺的状况。（二）缺点滴灌技术虽然有节水的优势，但是同样也有缺点。如
3、滴灌的优点是可以通过布置的管网，把水干脆输送到农作物根部，水不在空中、地面运动，不打湿叶面，也没有有效润湿面积以外的土壤表面蒸发。故蒸发的水量少，也不产生地面径流和土壤深层渗漏。但也有缺点，农作物的浇灌，供水时间和供水量都须要人为操作，难以实现精准高效浇灌。供水少了，影响作物生长;供水多了，超过作物需求，不但奢侈，也同样不利于作物生长。另外，滴灌布置的管网都是一体式的，假如是一块面积很大的种植区域，由于光照、地势的不同，不同区域土壤湿度会有所不同，可能会出现东边须要浇灌、西边不用浇灌的状况，假如统一浇灌也是不合理的。这种较为粗放的管理方式造成水资源大量奢侈。以美国为例，统计资料显示，美国每年奢
4、侈掉的水资源高达8520亿m3。美国有4500万个简易计时装置的浇灌系统，它们在时间限制上还可以，但精准度不高，浇灌时间相对固定，可能刚刚下过雨，但是系统仍旧按时运行，这样大量珍贵的水资源就被白白奢侈掉了。若安装一种集成多种传感器且可自动限制、又可远程操作的系统，能有效限制水量和时间，达到节水的目的。二、推广智能浇灌技术的必要性在中国，农业用水量约占全国总用水量的80%。农业浇灌效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家在70%80%。因此，提高农业浇灌用水的效率，对于缓解水资源的紧缺特别重要。所以，中国的智能浇灌技术在这种背景下应运而生。智能浇灌技术是将信息技术和智能化技术与
5、现代农业生产结合起来的一种新型技术。该技术是目前最省水、最高效的浇灌方式。智能浇灌就是通过物联网技术，将智能传感器所收集的农业生产现场气象、土壤数据进行分析，从而确定农作物浇灌的时间、灌水量。通过智能限制系统实现对浇灌过程的动态、分区管理，达到节水、增效的目的。探讨表明，和传统喷灌系统、滴灌系统相比，智能浇灌系统的成本虽增加不多，但能节水16%30%。智能浇灌系统包括传感器、网络传输、云平台、限制系统和自动供水等系统。通过部署在农田里的传感器、限制器和智能网管等设备，自动采集农田里的土壤和空气的温湿度、水分和光照强度等环境数据，并24 h进行监控。通过智能设备替代人工作业，大大降低了浇灌过程中
6、对人力的依靠程度，同时提高了采集数据的精确性。传感器采集到的各种数据通过无线网络传输到云平台，当土壤水分小于预设值时，系统会自动提示，管理员可以通过限制系统手动打开供水设备或者设定由系统自动开启。当土壤水分达到标准时，系统自动关闭阀门，防止浇灌过量造成损失。通过云平台将限制系统通过APP和用户的手机连接起来，就可以随时查看数据报表，有利于随时随地掌控农田水分改变。系统还可以实时获得天气信息，依据将来降水量预报，实时调整浇灌安排，以达到最优供水目的，最大程度地节约水资源。智能浇灌不仅让农夫省水、省事，还极大地削减了因为人工推断失误带来的危害风险，让农作物保持在最佳生长状态。过去，要给农作物浇水，
7、即使安装了喷灌系统、滴灌系统，仍旧须要人工逐个打开水泵，并且时刻关注浇灌状况，完成浇灌后，又需人工逐个关掉水泵。整个浇灌过程，不仅耗时耗力，还可能因为关水不刚好造成水资源奢侈，严峻的甚至造成农作物泡根，影响农作物的生长和品质。运用智能浇灌系统后，管理员登录云平台系统就可以实现对供水系统的遠程智能限制。简洁说就是智能浇灌系统能自动检测到什么时候须要浇灌，浇灌多长时间。智能农业浇灌系统可以自动开启浇灌，也可以自动关闭浇灌;可以在土壤太干时增大浇灌量，太湿时削减浇灌量;可以在不同的区域进行不同的浇灌量。通过智能浇灌技术还可以做好农作物的水分管理，提高农产品的品质和产量。由农作物需水规律可知，不同作物
8、需水量不同，同一作物的不同生育期需水量也不同。在农作物生长发育过程中，各个时期都须要有水分供应，满意各时期的水分供应才能获得高品质和高产量的农产品。根据农作物的需水规律进行浇灌，对于搞好水分管理特别重要。智能浇灌系统可以通过AI技术和大数据技术，建立农作物不同生长周期的水分需求模型，生成农作物整个生长周期精确化的浇灌方案。通过自动限制系统，在无需过多人工干预的状况下，科学、精准、动态地给农作物供应水分，实现节水、增产、提高农产品质量的三重目标。合理设计的智能浇灌系统可以做到整个生长周期全天候的精准限制，这些依靠传统的浇灌方式都是难以完成的。综上所述，智能浇灌系统不仅可以提高水资源利用率，缓解水
9、资源日趋惊慌的冲突，还可以增加农作物的产量，提高农产品的质量，同时降低农产品的生产成本。因此，基于信息技术的智能浇灌系统是中国发展高效农业和精准农业的必由之路。三、推广普及工作重点如何做好智能浇灌技术推广工作，笔者总结以往的阅历发觉，在我国，新技术进入农业领域，主要有3个问题：一是群众不理解，二是水土不服，三是眼高手低。某些新技术进入农业领域，起效慢，不能得到广泛认可。部分农夫急功近利，不情愿冒险实行新技术。部分科研人员不能够真正相识到技术应用的前景，高新技术应用不接地气。在新技术推广过程中，生搬硬套，不留意因地制宜，一哄而上。相像的问题在智能浇灌技术推广普及的过程中肯定也会遇到。笔者认为要做
10、好推广普及工作，主要从3个方面着手：（一）加强宣扬首先，宣扬周口市水资源短缺的严峻形势及传统农业浇灌方式的低效率和不行持续性，让广阔群众相识到采纳新技术的必要性。其次，让相关企业、农夫合作社、种植大户充分了解智能浇灌系统省水，便于管理，可以提高农产品的产量和质量，一次投资长期运用等优点，帮助他们相识该技术的应用前景，了解现代浇灌技术的发展方向;帮助他们算总账而不是看眼前，看中长期回报而不是看前期投资，最大程度地削减智能浇灌技术推广的阻力。（二）因地制宜当前，周口市农业生产的特点是小农经济占大头，农田相对细碎，许多地方短暂不适合发展设施农业。而智能浇灌技术的特点是投资大、建设标准高、技术难度大。
11、因此，前期推广过程中应当优先发展土地经营权流转集中较好的乡镇、村庄及种粮大户、农夫合作社、农场和涉农企业。依靠较大体量的单位，实现规模效应，提高经济效益，平衡较大的投资带来的技术推广压力。优先应用在高附加值的农产品生产中，如蔬菜、水果等经济作物，通过最终产品的高利润，平衡较高的前期投入。（三）先试点，后铺开高新技术的应用是一项系统工程，大量的新技术、新材料和新方法，都须要不断地试验和实践，这是个科学问题，肯定要有耐性。详细来说，智能浇灌技術相对我国农业发展的现状具有肯定的超前性，在推广过程中确定会遇到各种意想不到的问题。因此，要先试点，后铺开。试点也是为了试错，试点的范围小一点，试错的成本也就
12、低一点。如在一个县级区域推广，那就应当先选一个群众基础好、政府执行力强的乡镇，集中人力、物力、财力，做出精品工程，花23年的时间，完善系统设施，总结管理阅历，培训操作人员，做好后期维护，主动妥当解决建设运行过程中出现的各种问题，等待各方面条件成熟后再扩大推广面积，切忌急功近利。 猜你喜爱 浇灌农作物水资源 浅谈水资源的爱护与利用科学与财宝(2022年10期)2022-10-21爱护水资源，从我做起意林少年版(2022年11期)2022-07-04水资源经济学发展探讨评水资源经济学人民黄河(2022年5期)2022-10-21对现代农田水利浇灌技术及管理的分析农夫致富之友(2022年27期)20
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