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农业上的精准灌溉技术《新闻》龙门吊

时间:2020/08/12 11:47:23 编辑:

2017-03-29 20:16:52来源: 贤集网

水资源短缺是制约中国农业发展的重要因素,当前,中国迫切需要解决农业节水问题。准确掌握田间水层高度和土壤含水率,实现精准灌溉,是合理利用水资源,减少水资源浪费,保证农作物高产、稳产,促进农业可持续发展的重要前提和有效措施。

田间水分信息快速获取

由于作物不同生长期的需水量不同,作物不同生长阶段对灌水排水的要求差异很大。要实现科学合理的灌水与排水,获取田间水分信息是基础。FDR(频域反射法)、TDR(时域反射法)和SWR(驻波率法)是国内外常用的土壤含水率检测方法。前两者测量精度比较高,但是成本也高,需数千至数万美元一台。SWR在小区域内应用具有成本低的优势,但在大区域应用时成本依然偏高。目前大部分水分传感器还不能实现基于网络进行连续测量,且能耗过高。

针对这些问题,中国农业大学研制了车载式和田间移动式土壤水分、压实复合传感器。华南农业大学研制了基于无线网络的水层高度及土壤含水率传感器,可在稻田有水时测定水层深度,无水层时测定土壤含水率,测量误差在±5%以内。但是其节点寿命不够长,且应用规模还比较小。因此,在田间水分信息快速获取无线传感器网络技术方面,仍需要在传感器能源、传输协议以及协调簇首、基站、短信网关、计算机控制中心等角色的拓扑模型和体系结构等方面进行深入研究,研制使用寿命长、生产成本低、传输距离远、测量范围广、适应性强的田间水分信息快速获取装置。

滴灌、微喷灌

农业灌溉是通过人工或自动控制方式进行灌溉,为作物生长营造适宜的水环境。中国传统的灌溉方式用水量大,造成了严重的水资源浪费。采用如滴灌和微喷灌的先进灌溉方式是减少农业灌溉用水浪费的有效手段。

滴灌

滴灌是目前世界上较为先进的灌溉技术。是实现节水、节肥、增产、提高劳动效率、改善土壤质量等的有效手段,在中国大田作物生产中等到了广泛应用,被誉为当前农业技术的一次革命。早在1966年,中国在新疆进行了膜下滴灌技术试验,采用这项技术,仅新疆生产建设兵团农八师一年就节水1.8×108m3。目前,膜下滴灌技术已经在中国海南、广西、安徽、湖北、宁夏、内蒙古、辽宁、黑龙江等省区开始推广。该项技术在中国累计推广面积达6.667×105hm2,节水50%左右,节约灌溉用水成本2.49万元/hm2。膜下滴灌系统有效抑制了土壤的盐碱化,使耕作层平均含盐量降低1.85%。采用这项技术还可提高肥效30%~40%,节省劳动力50%。

但是,目前中国的膜下滴灌技术的配套技术还不完善,使用器材成本高、寿命短,技术使用还不规范。因此,进一步完善配套技术,降低使用成本,延长使用寿命,因地制宜地进行推广,是进一步提高中国滴灌技术水平的重要发展方向。

微喷灌

微喷灌技术是目前世界上对农作物进行水分调节的一项先进技术,主要适用于温室蔬菜、育苗、花卉栽培或观赏等对湿度有较高要求的作物。该项技术灌水均匀,能有效省水、省肥、省时、节能,还能控制地温,保持大棚内温、湿度恒定,减少病虫害发生,提高作物的产量与质量,在设施农业和特色农业种植中应大力推广应用。其中超微灌溉是微喷灌的一项新技术,利用微孔深灌将水分、营养液直接输送至作物根部,该系统可以根据作物的生长规律进行供水,即按照指定的时间、区域、强度、水量向作物供水,可节水40%~90%、节能20%~40%;降低化肥和农药用量,减少环境污染,有利于土壤改良和作物生长。

水肥药一体化灌溉技术

水肥药一体化灌溉技术是将灌溉与施肥、施药融为一体的先进灌溉技术,其核心技术是借助压力灌溉系统将可溶性固体或液体肥料及农药配兑而成的肥药液与灌溉水一起均匀、准确地输送至作物根部土壤中,使根系同时吸收水分和养分。目前大面积应用的水肥一体化模式是重力自压式施肥法,主要应用于丘陵山地果园、茶园、林地等的施肥。周亮亮等设计的基于模糊控制的自动灌溉施肥控制系统,通过智能控制灌溉施肥时间和施肥量,实现了节水和节肥灌溉。李加念等设计了一种基于模糊控制、采用粗细2级调节的控制策略的肥液自动混合装置,最大浓度误差为0.04%。

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