自动化技术在农田优化灌溉中的应用及农田节水灌溉技术智慧化措施.docx

《自动化技术在农田优化灌溉中的应用及农田节水灌溉技术智慧化措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动化技术在农田优化灌溉中的应用及农田节水灌溉技术智慧化措施.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、自动化技术在农田优化灌溉中的应用及农田节水灌溉技术智慧化措施摘要：农业开展在中国经济建设和社会进步中有着重要的作用，农业自动化 技术是实现现代农业，提高农业生产效率的重要手段，其中农田灌溉是农业生产 中的重要环节，有利于推动中国农业转型、保障农业持续开展。因此，该文就自 动化技术在农田优化灌溉中的应用进行总结和分析，为提高中国农田自动化、发 展农业现代化提供参考。关键词：自动化；农田优化；灌溉；应用中国是农业大国，耕地面积和粮食产量均位于世界前列，但是农业开展缓慢, 加上水资源短缺，为农业开展带来巨大的挑战，尤其是在自动化技术方面的应用, 和兴旺国家存在明显的差距。灌溉是农业生产中最重要的环节

2、，然而中国还有相 当地区采用传统的人工漫灌作业，不仅效率低下，还造成资源浪费和人力的耗费。 农田自动化灌溉技术是根据农作物的需水、耗水规律来对作物实施精确的灌溉, 不需耗费太多的时间和精力，能够解决作物水分的需求，还能够克服水资源短缺 的难题，成为现代农业的基本要求。农田自动化灌溉技术的应用在中国逐渐开展，并形成一定的规模，从灌溉方 式上来看，主要有步行式灌溉技术、喷灌技术、微灌技术、滴灌技术、低压管道 输水等技术，从自动化技术来看主要有水肥一体化、自动控制系统、监测采集系 统、通信系统等，自动化技术实现了少损失、高效益的生产方式，是中国农业发 展的转折点。1主要的节水灌溉技术的应用1.1 步

3、行式灌溉技术步行式灌溉技术，又被称为行走式节水灌溉技术，是行走式动力机械配带节 水灌溉机具在行走过程中进行灌溉作业的一项技术，这种灌溉技术利用组装的方 式进行机器装配，流动方便、适应性强、针对不同地形和作物均能够进行灌溉， 在很大程度上提高水资源的利用程度，不需要修渠工程，节省了资金投入和人力 投入，操作起来非常方便快捷，在生产中应用较多。1.2 喷灌技术喷灌技术是采用管道的形式，形成压力水送到田间，再经过喷头的喷射把水 均匀喷洒在农作物上，到达灌溉的目的。喷灌具有灌水均匀、节省人力、对地形 地势的适应性强等优点，与传统的“大水满灌”相比，可节水30%50%以上。 但是受到风力影响较大。目前喷

4、灌技术在中国也有相当大的使用面积。1.3 微灌技术微灌技术的工作原理和喷灌相近，主要差异在于喷头孔径大小，微灌的喷头 口径更小，蒸发量更小，不受风的影响。微灌系统采用低压运行，可降低泵站的 能耗，一般工作压力为50150千帕，比喷灌低。微灌是精确灌溉，全系统能够 做到有效地控制每个灌水器的出流量，灌水均匀度可达80%90%。微灌系统不 需平整土地、开沟打畦，可实行自动控制，大大减少了田间灌水的劳动量和劳动 强度。实践证明，微灌技术是一种最节水且灌溉效果最显著的灌溉技术。2水肥一体化技术在农田灌溉中的应用水肥一体化技术是将灌溉与施肥融和在一体化的农业新技术。水肥一体化是 利用压力灌溉系统，将溶性

5、固体肥料或液体肥料配合的肥料与灌溉水一起，均匀 准确地输送到作物根部的土壤中。采用灌溉施肥技术，可根据作物生长需求，进 行全生育期需求设计，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。水肥 一体化技术适用于井、水库、蓄水池等固定水源，且水质好、符合微灌要求，并 已经建设或有条件建设微灌设施的区域推广应用。主要适用于设施农业种植、果 园种植、棉花等大田经济作物栽培，以及经济效益良好的其他作物。水肥一体化可根据种植作物的需要水量和作物生育期的降水量决定灌水定 额。露地微灌施肥的灌溉定额应比大水漫灌减少50%,保护地滴灌施肥的灌溉定 额应比隧道田埋灌减少30%40%。确定灌溉定额后，根据作物需水、

6、降水状况 和土壤湿度确定灌溉时期、次数和每次灌溉量。实施水肥一体化技术应配合作物 良种、病虫害防治和田间管理技术，采用地膜覆盖技术，形成膜下滴灌等形式， 充分发挥节水节肥优势，减少水土流失，改善土壤理化结构，到达提高作物产量、 改善作物质量、提高效益的目的，是目前应用较广的灌溉方式。3自动控制系统在农田灌溉中的应用自动控制系统是自动化控制的核心，主要包括中央控制、远程控制、站点控 制、系统平安防护、电气控制等组成局部，对灌溉的实施进行精准控制。中央控 制在管理中心设置中央控制台、控制调度、PLC模块和控制软件，进行操控端的 控制系统布置，实施对水泵、过滤器、压力设施等设备的监控管理、远程控制可

7、 通过应用无线网由控制软件实现认为远程操作。站点控制只要是在各个控制区域 安装土壤水分传感器，关联到控制系统，结合土壤墙情进行定量灌溉。自动控制 系统可在无人条件下长期进行工作，节省了人力、物力的投入，是实现农业现代 化的重要技术手段。4监测采集系统在农田灌溉中的应用监测采集系统主要是对采集和处理农田控制层的数据，并对采集数据进行分 析，为自动化控制和实施提供基础信息，检测采集系统采集的信息由土壤、空气、 水分等因素，根据不同的作物、规模，其工作原理和检测精度上都有明显的差异。 检测采集系统是自动化的基础，因此，确保采集方法合理、分析准确至关重要， 电气相关参数（视在功率、功率因数、无功功率、

8、有功功率、电压、电流等）测 量误差W1%,温度、液位、压力、流量、及水质相关参数（pH值、浊度等）测 量误差W0.5%。5通信系统在农田灌溉中的应用通信系统用于农田灌溉主要是作为监测和控制系统的沟通渠道，检测系统获 取和分析的数据通过通信系统的连接被传到达控制系统，从而控制系统做出进一 步的响应，通信的覆盖包括各个监测控制点，由于灌溉监测网络站点数量较多， 因此，组建稳定可靠的通信网络十分重要。一般与中央控制室较近的采用有线通 信方式，较远的采用无线通讯方式，如田间电动阀、摄像头等。中央监控室为主 动站，其他监控副站为被动从站，以一点对多点的方式与从站通讯，监控室为全 向天线，各副站为定向天线

9、，实现通信联系。6幺言语农业自动化技术是促进中国农业开展，实现农业现代化的重要途径，在提高 农业生产效率的同时，节约生产本钱。中国的农业现代化开展起步较晚，因此， 自动化技术相对薄弱。近几年来，着水资源的日趋紧张，探索行之有效的节水途 径和措施成为当务之急。当前自动化控制技术在工业、制造业等领域获得了前所 未有的成就，使许多部门由传统的人工作业转变为自动化为主的监控作业模式， 然而在灌溉领域的应用较少，即使有些地方试行自动化灌溉，也只是在小范围内 或者局部控制，没有实现真正的自动化，因此，自动化技术的开展和应用仍是目 前探索的主要方向。参考文献：1 .灌区现代化与灌溉自动化系统J.中国农村水利

10、水电,2021(8):221.周晓虎.浅谈小型高效节水灌溉工程自动化系统技术J.农业技术与装 备,2021 (5):69-70.李晓光.农田节水灌溉工程技术措施分析J.工程技术研究,2021, 6(7):145-146.4李天宇.农机自动化技术实现农机装备智能操作的应用研究J.南方农 机2021,52(4):49-50.5关恒栾.农业机械自动化技术的开展现状及优化措施J.南方农 机,2021,52(2):41-42.李剑明，刘欢.农业节水灌溉自动化技术应用研究J.南方农机,2020, 51(3):244.张兵，袁寿其，成立.节水灌溉自动化技术的开展及趋势J.排灌机 械,2003(2):37-4

11、1.网陈冰.自动化技术在农田优化灌溉中的应用J.广西农业机械化, 2020(1):2.摘要：该文以智慧化节水灌溉技术为研究对象，发现推进其现代化进程具有 提高水资源有效利用率、保证农业种植业稳定开展、降低洪涝对农作物的损失、 提升农产品产量等方面的作用，进而提出在农田水利工程中，及时引入智慧化低 压灌溉、灌溉渠防渗漏、滴灌、微喷、渗灌等方面的技术，制定农田水利工程节 水灌溉技术智慧化的科学方案，以求为推动农业种植业的稳定开展以及保证农作 物的有效供给奠定基础。关键词：农田水利；智慧化；节水灌溉1节水灌溉技术智慧化的内涵节水灌溉智慧化技术是以农田水利学、作物栽培学、植物保护学、生态学等 学科知识

12、为基础，通过合理运用3S技术(遥感技术一RS、地理信息系统一GIS 和全球定位系统一GPS)、人工智能技术(简称：AI)、“物联网+”技术等现代化 通讯技术，以及滴管、喷射头、土壤速测仪等灌溉管道与设备，构建农作物的精 准灌溉体系，对农作物的根系、植株、叶片、花朵以及果实进行精准灌溉，满足 农作物不同生长周期对于水分的需求，为高品质农产品的有效供应保驾护航 l-3o2推进农田水利工程节水灌溉智慧化进程的主要技术分析1.1 低压灌溉技术低压灌溉技术主要分为两步：(1)利用水压泵将出水泵或者水井中将灌溉水 引出。(2)依据农作物种植地的地形，铺设软水管道对其进行灌溉。低压灌溉技 术是现阶段应用比较

13、频繁的农作物灌溉技术，具有不受地形限制、本钱不高、易 于使用等技术特点，但是其主要灌溉原理仍然是大水漫灌，对于水资源的有效利 用率提升一般为10%15%4。1.2 灌溉渠防渗漏技术灌溉渠作为将水资源从水坝引向田间的主要渠道，其质量的优劣是决定水资 源有效利用率的关键因素之一，局部修建时间较久的灌溉渠存在较为严重的渗漏 现象，导致水资源流动过程中存在较大的浪费，主要表达在以下几方面：(1)传 统的灌溉渠以泥土修建为主，水流过程中，渗入到渠道底部，不仅导致严重的水 资源浪费，而且水流冲刷造成的水土流失容易堵塞渠道，导致灌溉渠决堤，造成 大量水资源的浪费。(2)随着使用年限的增加，局部灌溉渠在侧面出

14、现空洞、裂 痕以及杂草，导致水流流失。进行灌溉渠的防渗漏技术升级，可以有效防止水资 源在流通过程中的损失率，从而提高水资源有效利用率，主要包括以下几方面技 术：（1）对于新修建的节水灌溉工程，首先依据农作物的灌溉需求结合地形地势, 进行节水灌溉工程的总体设计，然后利用专业钻机，在地下层挖掘出宽度合理的 沟槽，再利用泥浆灌溉技术，进行混凝土的灌壁护壁作业，从而有效防止水资源 在流通过程中，因挥发以及渗透而流失。（2）对于年久失修的灌溉渠，那么首先要 对其进行检修，对其中的裂痕空洞进行修补，对于淤泥、杂草进行清理，然后铺 设防水材料，降低水资源的损耗率。1.3 滴灌技术滴灌技术是指依据农作物种植品

15、种、种植模式、农艺技术结合种植地的地形 特色以及不同农作物在各生长周期对于营养物质以及水分的需求，围绕农作物根 系附近，合理铺设滴灌管道，从而利用管道小孔将水分和营养物质运输到农作物 的根系附近。与传统的灌溉模式相比较，滴灌技术具有以下优势：（1）通过调节 与滴灌管道相匹配的水泵压力，从而实现管道孔供水量的大小，实现对灌溉水量 和灌溉时间的精准控制，有效提高水资源的有效利用率。（2）滴灌管道可以有效 降低水资源的渗漏以及挥发，防止水资源的浪费与损失。（3）滴灌直接将水分运 输到农作物根系，防止因土壤冲刷而引起的水土流失以及土地荒漠化现象。（4） 借助水肥一体机，可以实现灌溉与用肥的有机结合，不

16、仅可以降低提高肥料的浪 费，而且可以防止肥料聚集而引起的土壤盐渍化5。1.4 微喷技术微喷技术是由高压水泵、水流管道、高压喷头等设备构成的一套可以供应农 作物根系、茎秆、叶片、花、幼果等器官对于水分和营养物质的需求，从而为高 品质农产品的生产奠定基础。依据灌溉管道以及问喷头的类型，微喷技术主要包 括以下几种模式：（1）固定式微喷，主要是依据农作物的栽培模式、农艺技术， 在固定的位置安装水资源运输管道、微喷管、微喷头，对农作物进行水分的供应。 （2）移动式微喷技术，主要是微喷管道与微喷头，可以依据农作物的实际需求 进行位置以及高度的调整。与其他灌溉技术相比较，微喷技术具有以下几方面的 优势：（1

17、）喷洒距离的远近、水滴的雾化程度，可以通过调整水泵的压强以及更 换喷头类型进行实时的调节，从而使得水资源得到更充分的利用。（2）可以借助 水肥一体机，进行N、P、K缓释肥、控释肥以及Cu、Mo、Be等微量元素的补 充，从而实现精准施肥。现阶段，微喷技术使用过程中主要存在以下问题：（1） 设备老化速度较快，本钱较高。（2）对水质有一定的要求，如果灌溉水中的沉积 物较多，容易导致喷头堵塞。（3）使用环境较为苛刻，如遇强风天气，容易导致 灌溉不均匀。1.5 渗灌技术渗灌技术是将渗透性管道埋藏在地下，从而对农作物根系周围的土壤进行持 续性微润，从而满足农作物对于水分的需求。渗灌技术的主要优势如下：（1

18、）研 究说明，微润技术不仅可以防止水土流失造成的水资源损失，而且可以降低水资 源的挥发，是现阶段水资源有效利用率最高的农田灌溉技术。（2）此灌溉技术是 直接将水资源输送至土壤中的农作物根系，从而将水资源对于土壤的冲刷降至最 低，有利于保持土壤的疏松、防止土壤盐渍化、板结化。（3）有效防止根茎腐病、 根结线虫病等土传病虫害随灌溉水传播的几率。（4）可以腾出更多的农耕田，进 行农作物的种植，有效缓解农耕田紧张的窘境。渗灌技术的主要缺点如下：（1） 资金耗费较大，维修本钱较高。（2）对于土壤土质要求较高，如果土壤粘性过大 或者土壤中石块较多，那么无法进行施工，而如果土壤粘性过低，那么容易发生深层 渗

19、漏现象。(3)对于农作物种植的表层土壤基本无灌溉能力，需要与其他灌溉技 术相结合，才可以保证农作物生长对水分需求6。3结语伴随着“内循环为主、内外循环相结合”经济模式的形成，农业经济对于稳 定民生、保障国民经济稳定开展中的作用日益凸显，因此各地区的农业农村部门 应依据实际情况，进行节水灌溉技术的优化升级，从而推动该地区的农业种植业 向以现代化、高端化、智能化为支撑的4.0方向开展。参考文献：1赵静.关于农田水利灌溉工程规划设计与灌溉技术的核心分析J .河南 水利与南水北调,2016 (7)： 26-27.2赵静.关于农田水利灌溉工程规划设计与灌溉技术的核心分析J. 河南水利与南水北调,2016, (7)： 26-27.3陈雪莲.关于农田水利灌溉工程规划设计与灌溉技术的探讨J.农业 与技术，2015, 35(22)： 59.4栾健,韩一军.农田灌溉设施的全要素生产率增长效应J.华南农业大学 学报(社会科学版),2020,19(3):84-93.5周扣明，张英建,胡春杰,海安市农田灌溉“以电折水”计量技术的应用J. 水利开展研究,2020,20(8):31-33, 68.6郭传金.浅谈高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用J.江西水利 科技,2020,46(3):208-211.