農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)與設(shè)施

何永銘

（甘肅瑞盛·亞美特高科技農(nóng)業(yè)有限公司，甘肅蘭州730000）

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)建設(shè)過(guò)程中，由于技術(shù)措施的落后，導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。隨著水資源的日益匱乏，新時(shí)期我國(guó)在積極加強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，必須加大節(jié)水技術(shù)設(shè)施研究力度，在努力保證農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的同時(shí)，提升利用率，為緩解我國(guó)水資源供需矛盾奠定良好基礎(chǔ)。

1 農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)概述

精確農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)即在大田耕作的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程分析，實(shí)施智能化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的環(huán)境要素及發(fā)育狀態(tài)跟蹤，在監(jiān)控和預(yù)測(cè)氣候、土壤墑情等的過(guò)程中，需要綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)及“3S”技術(shù)等，在對(duì)監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行全面分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的實(shí)施灌溉策略，對(duì)精確灌溉設(shè)施進(jìn)行充分的應(yīng)用，加大對(duì)各項(xiàng)資源的控制力度，努力提升農(nóng)作物灌溉效率和質(zhì)量[1]。

2 農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)與設(shè)施

2.1 自動(dòng)化、智能化精確農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)

微噴灌、滲灌、滴灌和脈沖灌溉是現(xiàn)階段典型的精確農(nóng)業(yè)灌溉方法，通常都需要將聚乙?。≒E）軟管和有關(guān)管道系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于植物株行距之間，在對(duì)灌水器進(jìn)行充分應(yīng)用的過(guò)程中，精確控制流量，將養(yǎng)料和水分直接灌溉到植物根部?，F(xiàn)階段這些技術(shù)可以適用的植物有葡萄、甘蔗、棉花、花卉和谷物等[2]。在對(duì)農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的過(guò)程中，必須提升其機(jī)械化水平，能夠更加有效的展開(kāi)肥力以及土壤墑情的監(jiān)控和測(cè)量工作，在實(shí)際展開(kāi)查詢(xún)以及制定決策的過(guò)程中，還需要對(duì)GIS進(jìn)行充分的應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)灌溉的全自動(dòng)化控制。

2.2 GIS和GPS系統(tǒng)與精確農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)

GIS地理信息系統(tǒng)需要借助計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)地理空間屬性表達(dá)、處理、分析和儲(chǔ)存，在精確農(nóng)業(yè)灌溉過(guò)程中，可以有效地進(jìn)行土壤氮磷鉀含量、土層厚度、土壤成分以及土地管理等工作的分析，還可以對(duì)歷年影響農(nóng)業(yè)種植的自然條件進(jìn)行全面分析和預(yù)測(cè)，如風(fēng)速、雷雨、氣溫等，同時(shí)還可以對(duì)農(nóng)作物病蟲(chóng)害、苗情等進(jìn)行動(dòng)態(tài)化信息搜集和機(jī)械空間信息處理，為制定更加精確、全面的作物栽培管理措施提供數(shù)據(jù)支持[3]。同時(shí)，在對(duì) GIS進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，還能夠制定智能化專(zhuān)家系統(tǒng)和投入產(chǎn)出分析模擬模型，為提升調(diào)控制作的科學(xué)性奠定基礎(chǔ)。

在綜合應(yīng)用移動(dòng)式灌溉車(chē)等的灌溉機(jī)械設(shè)備和GPS全球定位系統(tǒng)時(shí)，可以更加有效的采集病蟲(chóng)害、苗情和農(nóng)田土壤、墑情等信息，將GPS系統(tǒng)安裝于移動(dòng)式灌溉機(jī)械、田間灌溉機(jī)械和電子傳感器等上時(shí)，能夠在整個(gè)種植過(guò)程中，對(duì)各種信息進(jìn)行全面記錄。

2.3 遙感和遙測(cè)與精確農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)

在精確農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)中將遙感和遙測(cè)技術(shù)的功能充分發(fā)揮出來(lái)，能夠更加有效的展開(kāi)信息采集和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作。例如，對(duì)農(nóng)作物種植以及生長(zhǎng)過(guò)程中每日的降雨情況、天氣條件等進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，陸地遙感衛(wèi)星具有較高的高分辨率，因此可以提供及時(shí)性的預(yù)報(bào)和信息。

遙測(cè)技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，需要對(duì)各種采集裝置進(jìn)行應(yīng)用，其中包括各種傳感器，如作物苗情、肥力、土壤水分等田間信息采集過(guò)程中需要使用設(shè)備，作物苗情的多光譜識(shí)別技術(shù)、TDR土壤水分測(cè)量技術(shù)、離子選擇場(chǎng)應(yīng)晶體管等是遙測(cè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)精確灌溉領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。

3 農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 提升我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量

在對(duì)噴灌和淹灌等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方法進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，需要在耕作層快速供水，但整個(gè)灌溉過(guò)程中農(nóng)作物本身只能夠吸收有限的水資源，其余的水資源都會(huì)被蒸發(fā)、溢流，導(dǎo)致水資源嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)改變土壤原有的結(jié)構(gòu)，影響農(nóng)作物的健康生長(zhǎng)。而在對(duì)精確灌溉技術(shù)和設(shè)施進(jìn)行充分應(yīng)用的過(guò)程中能夠有效彌補(bǔ)這一缺陷。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，合理應(yīng)用精確灌溉技術(shù)和設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目標(biāo)。

3.2 有助于保護(hù)水資源

農(nóng)業(yè)發(fā)展中需要應(yīng)用大量水資源，在對(duì)精確灌溉技術(shù)和設(shè)施進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，能夠避免農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)水資源大量溢流或蒸發(fā)的問(wèn)題，有助于化肥、農(nóng)藥以及水資源的高效利用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)和設(shè)施的應(yīng)用，不僅有助于提升我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還有助于節(jié)約水和化肥等資源，能夠有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有不容忽視的重要作用。因此，新時(shí)期我國(guó)有關(guān)部門(mén)應(yīng)加大對(duì)農(nóng)業(yè)精確灌溉技術(shù)與設(shè)施的創(chuàng)新研究力度，為推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的全面發(fā)展而努力。

[1]杜紅宇,宋力強(qiáng),徐鴻,朱漢良,張艷秋,苗青.基于 PLC 控制的精確農(nóng)業(yè)自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) [J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(23):192-193,196.

[2]吳慶華,張薇,藺文靜,王貴玲.太行山前平原土壤水高效利用及精確灌溉制度研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2016(04):58-61.

[3]仲曉春,王云,高輝,謝民豪,張洪程,戴其根.縣域水稻精確栽培決策支持系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)——以姜堰市為例[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2017(11):485-489.