精准灌溉在精准智能农业中的发展与应用.docx

托普云农致力于中国农业信息化的发展！ 精准灌溉在精准智能农业中的发展与应用精准灌溉 精准灌溉（Precision IrrigationPI）是精准农业的重要支持系统。从广义上说，精准灌溉技术指按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化使用水投入量，以获得最高产量和最大经济效益，同时保护生态环境的一种高科技灌溉技术。按照作物生长过程的要求，通过现代化的监测手段，对作物的每一个生长发育状态过程以及环境要素的现状实现数字化、网络化、智能化监控，采用最精确的灌溉设施对作物进行严格有效地施肥灌水，以确保作物在生长过程中的需要，从而实现高产、优质、高效和节水的农业灌溉设施。 国外精准灌溉的发展 以色列的滴灌技术在世界上有很大的声誉。其滴灌技术发展很快，而且不断地改革创新，已经取得了一定的成就。在以色列，从20世纪60年代他们就开始采用和推广滴灌技术，在70年代发展迅速，其国家早在1999年时就已经80%的农田应用了滴灌技术。 根据作物各类和土壤类型设置的滴灌控制系统，使田间用水效率显著提高，达到每立方米增产2.32公斤。发明滴灌以后，以色列农业用水总量30年来一直稳定在13亿立方米，农业产出却翻5番。由于管道和滴灌技术的成功，全国灌溉面积从16.5亿平方米增加到22亿25亿平方米，耕地从16.5亿平方米增加到44亿平方米。 据称以色列的滴灌技术已经发展到第六代。我国精准灌溉的发展 我国目前仍处于研究试验阶段，急需大力推广此项研究。精准灌溉不仅可以大大提高水的利用率（达80%90%）（目前我国平均为40%），提高水对农业的增产率20%40%，而且可以提高水分生产效率。因此在中国节水技术政策大纲中鼓励应用精准灌溉技术，“提倡适时适量灌溉，加强农作物水分生理特性和需水规律研究；积极研究作物生长与土壤水分、土壤养分、空气湿度、大气温度等环境因素的关系”。以色列灌溉技术对我国的借鉴 以色列之所以能在恶劣的环境下创建起世界上一流的灌溉农业体系，并创造出巨大的经济效益，这不仅是因为其先进的节水灌溉技术和设备，更主要的是以色列能很好地将理论与实际相联系。完善的规划设计、科研、实验、设备生产研制、田间测试等，都为生产实际而用。 但中国的节水灌溉与以色列的节水灌溉有区别，我们不能生搬硬套。我们得先认识其中的几大差异。 第一，中国和以色列在灌溉问题最大的差距是文化认识差距。以色列的灌溉技术应用研究，由来已久，其中的滴灌技术是以色列最著名的节水灌溉技术，据称已开发到第六代。其政府在农业上就很重视土地资源的开发和利用的绩效最大化。5060年代，以色列对土地、牧地和全国等高线土地都进行了详细调查及利用普查，以提高土地利用率，这些措施确实已收到一定的战略管理效果。尽管以色列是一个干旱缺水的国家，但经数十年辛苦经营，灌溉面积不断扩大。现已占耕地总面积62.2，人均灌溉面积达0.048公顷。我们国内的农业灌溉技术很多地方还是处于原始的自给自足阶段，几千年传承的庄稼浇地模式没有根本改变，很多农民不知道“滴灌”是什么，绝大多数农民关于浇地的认识停留在“庄稼生长”阶段，没有产业农业意识，没有农业经济成本核算意识，他们只能够无奈的以自己的“劳动强度、时间”作为提升、弥补整个产业绩效输出的“唯一手段”。 第二，两国的农业人均效率不同。在世界上，衡量一个国家的农业产业化效率的一个指标是，农业人口占国家总人口比重。发展中国家的上述比率是50%-80%，西方国家是10%以下。目前中国13亿人口9亿农民，比率占69%，以色列1990年是4.3%，美国只有1%。也就是说，我们的单位人口农业产能输出绩效和以色列相比相差了将近16倍，和美国相差了69倍。从某个角度而言，我们的农业经济发展模式、灌溉技术，还是停留在几千年前的小农经济形态，没有在农业产业化、集约化、科技化形成有效的突破力量实现产业变革。其中的一个根本现实就是农民的观念成就、新型农业科技普及速度迟缓，产业农业制度建设滞后。 第三，两国农业的“现代产业模式”不同。从经济管理的角度而言，以色列的农业经济基本上已经实现了“产业经济”的转化提升，其农田灌溉技术、产业输出能力，好像是一个完善的企业“公司”运用模式。有合理的公司经济制度、重视公司的经济运营指标指标，注重人力资源管理，注重科技研发投入，注重集约化经营，注重资源的利用效率，注重产业循环经济效率，学术研究推广应用农业科技产出绩效环环紧扣，知识价值回归“一条龙”系统化发展，最终农业“公司”的年终资产收益率、企业成长速度越发步入良性循环轨道。而我们国家的农民及其农业经济，还停留在“个体户”的水准，以色列农业“公司制度”的运营经验，应该成额为我们的学习榜样。 第四，两国科技研发投入不同。以色列历届政府都有一“绝招”：即重视人才，开发脑力资源。前苏联解体后，大量前苏联犹太移民涌入以色列，大大提升了整个以色列的科技水平。通过来自东西方的科学家和工程技术人员的相互合作，对教育、科研和生产的开发运作，以及对建立一个工业基础的承诺，已使以色列国内农业经济发展成了出口的可靠保证。以色列重视抓基础研究，以基础促应用研究，鼓励在农民与研究者的合作下，科技成果很快通过广泛的服务网，在很短的时间内应用到农田。于此形成鲜明的对比的是，我们国家的先进的农业科技研发投入较少，对于农业的深层次问题研究不深入，农业科技成果经济效益不明显。同时我们的农业科技成果，转化为农民的现实生产力的时间周期很长，还在农业科技普及效率方向我们和以色列的差距较大。另外我们整个国家经济激励制度，在激励农业科技脑力成果研发、科技成果市场化普及、知识价值回归、产学研一体化发展等领域，有待强化。 任何经济发展模式的本身，都存在一定的制约因素，但我们不能过度强调制约因素而根本否定了整个发展模式自身存在的有效路径。中国的农业缺水问题，从深层次观察，不是整个水资源的有效供给不足问题，而是整个农业循环经济的资源配置管理效率不高的问题。节水灌溉技术的普及，是一个系统管理工程，更是现代产业组织的管理绩效问题。未来中国农业的经营思路应该倡导“现代农业产业经营”，强化农业产业规划，逐步淘汰原始的水资源利用率低的灌溉方式，加快引进以色列先进农业技术，大面积普及科技技术的应用，并且以农业水利的拓扑网络建设为突破口，从水资源的循环利用效率上认真研究节水灌溉技术，强化农民的现代产业农业知识的培训，强化农业产能绩效及农业循环经济效率提升，将大量的农业人口从低端的经济模式中解放出来，最终在系统管理的制度建设领域形成一个农业新经济模式。托普水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。省力省时、提高产量。专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。水肥一体化构架图系统功能：1.运行状态实时监控 通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警；通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测，能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障滴灌系统高效运行。2.阀门自动控制功能 通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测。根据采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作。3.运维管理功能 节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益