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我們都知道,作物在不同發育階段需水量不同,傳統農作方式只憑經驗判斷、人力手動澆地,不僅浪費水資源,還占用勞動力。
而現在,我們只要看一眼屏幕,就知道作物是否需要“喝水”、施肥。手指輕輕點擊遙控裝置,水就能通過遍布田間的各式管網輸送到種植區,以不同方式給植物“喂水喝”。這樣既能根據需求灌水,又能節約水資源,這就是智慧灌溉的基本操作。
精準農業灌溉管理是什么?
精準農業灌溉管理按照作物生長過程的需求,通過現代化的監測手段,對作物的生長發育狀態過程以及環境要素現狀實現數字化、網絡化、可視化、智能化監控。其監控內容包括土壤水分、作物生長發育狀況、氣象條件等,宏觀到微觀進行監測預測,根據監控結果結合作物需水規律,采用最精準的灌溉設施(比如滴灌、微噴灌等)對作物進行嚴格有效的灌水,以確保作物在生長過程中的需要,從而獲得高產、優質的作物。
以蘋果為例,蘋果樹是需水量較大的喬木,土壤含水率直接影響蘋果的產量和質量。利用基于物聯網與專家系統的果園精準灌溉系統,自動采集蘋果園溫濕度、光照強度等環境信息,通過網絡將數據包上傳到云服務器,專家系統根據采集到的環境數據和決策數學模型,實現需水量預測,結合氣象數據作出灌溉決策并將決策結果反饋到灌溉控制模塊。此外,還可以根據蘋果樹不同生長期調節設定灌溉閾值,倘若土壤含水率低于下限閾值則進行灌溉,高于上限閾值停止灌溉。
目前,精準灌溉管理技術應用范圍已涉及水果、蔬菜、瓜類、谷物、花卉等多種作物。
為啥要精準灌溉?
首先,精準灌溉可保障作物需要的時間、地點上供水,做到定時定量的補給,為作物提供良好的生長環境,以此提高和改善作物的產量和品質。
其次,精準灌溉管理可以節約保護水資源。精準灌溉只提供作物生長所需的用水量,最大限度地減少了由于土壤蒸發、深層滲漏和地表徑流所造成的灌溉水損失,大大避免了水資源的浪費。同時也最大限度地減輕了由深層滲漏和地表徑流所造成的農藥、化肥的滲漏帶來的地下水資源污染,合理保護了水資源與生態環境。
最后,精準灌溉管理采用先進的土壤、作物及氣象信息監測、預報,可根據作物需水規律控制或調配水源,以最大限度地滿足作物對水分的需要,實現區域效益最佳的水分調控管理,實現真正意義上的農業節水灌溉。實踐證明,一個設計完善和管理科學的精準灌溉系統,將會帶來可觀的經濟效益。
比如,在華北平原地下水超采區利用精準灌溉技術,可使灌區管理部門做好灌溉供水調度方案,顯著提高區域水源灌溉調度的科學性和實效性,使農田得到及時、適量地灌溉,為糧食作物豐產穩產提供了良好的保障。同時精準灌溉技術減少了灌溉過程中的水源浪費。據河北、河南等多地的實際監測,冬小麥-夏玉米輪作系統灌溉用水量平均降低60-75m3/畝,冬小麥和夏玉米產量平均提高10%以上,水分利用效率提高了15%-30%,經濟、生態和社會效益顯著。
農田精準灌溉的好幫手們
農田精準灌溉中常常會借助地理信息系統、定位系統、遙感監測技術和田間精準灌溉設施來實現自動化、智能化管理。
地理信息系統可以為作物精準灌溉管理提供基礎數據查詢和輔助決策。它是一款地理空間屬性數據的計算機軟件平臺。如果我們打算在一塊地上種玉米時,就可以借助地理信息系統,來分析這塊地的質地、有沒有營養,甚至可以知道這塊地歷年來的氣象信息、作物苗情,以往病蟲害趨勢等。
不要提到定位系統就只想到出行,其實它在農業實施過程中異常重要。一方面定位系統可以將農田各種信息給予精確定位,輸入地理信息系統,另一方面也可以指揮農機行走,按照使用者制定的空間實施農業生產。
遙感技術在精準灌溉中也將發揮信息采集與動態監測的優勢。我們都知道,農業是“看天吃飯”。“天”指的是氣候條件、土壤條件和生長環境,以前農業生產只能憑人眼來判斷,而遙感技術的出現代替了人眼。利用多種實時采集裝置,遙感技術就可以“看到”天氣、土壤水分、肥力、病蟲害、作物苗情等各種信息啦。
有了各種各樣的數據,我們還需要將水送去田間,這時候就需要用到灌溉設備了,有滴灌、滲灌、微噴灌、脈沖灌溉等,這些灌水器都連接在田間布設的灌水管上,為的是向植物的根部直接供水,差別就在于水流出的方式不同,使用者只需根據作物生長的不同需求安裝合適灌水器和適當密度的灌水管就可以了。
精準灌溉用各種技術來判斷與農作物生長有關的信息,并在此基礎上確定是否需要進行灌溉及需要灌溉的用水量,以進一步提高水資源的利用效率,提升作物品質,實現農業節水化。
節水灌溉是我國戰略性、方向性的大事。只有發展好灌溉的現代化建設,才能真正地保證國家的口糧、食品安全,促進鄉村振興和綠色發展。