農業自動灌溉裝置的研究現狀

『壹』 農田的灌溉方式及發展

1.1節水節能灌溉新設備
研製完成節水節能灌溉新設備19種，並全部投入中試生產，其中11種產品實現產業化。噴微灌設備的研製在改變產品結構、實現優化設計、採用新材料提高使用壽命，改進加工工藝，提高整體性能和成品率，降低了造價。如外混式自吸泵採用CAD優化設計，優化迴流孔位置和尺寸；解決了自吸泵效率與自吸性能之間矛盾；增設橡膠閥提高了泵的揚程和效率取得較大突破。金屬快速接頭設計了復合型密封圈，既保持了球形接頭密封性良好的優點，又增加自泄功能。水動式施肥泵利用液壓驅動活塞運動原理，設計了活塞組件的換向機構，產品體積小、重量輕、價格僅為國外同類產品的1/10～~1/8。採用耐久塑料作為基本原料，使旋轉式微噴頭使用壽命超過2000h。
1.2 黃河高含沙水滴灌凈化處理模式

系統地測試了黃河水泥沙含量級配情況及其在輸送、沉澱、過濾過程中的變化規律，並從理論上研究了泥沙在滴灌系統內的沉澱堵塞規律及數學模型，研究提出的二種組合過濾模式，即工程技術措施與過濾系統相結合的「沉澱—砂過濾器—抗堵滴頭組合方式」和「無紡布過濾—沉澱—砂過濾器—抗堵滴頭組合方式」過濾模式，結合抗堵塞性能強的平面迷宮式滴頭和相應的大田糧食作物滴灌制度和運行管理技術，形成完整的引黃高含沙水滴灌技術體系。在甘肅、寧夏、內蒙建成333hm2滴灌示範區，取得節水增產的顯著效益。

1.3 田間節水灌溉新技術

對波涌灌溉技術、水平畦田灌溉技術和地下滴灌技術進行比較深入的研究。在波涌閥設計結構中採用雙閥形式和時間耦合方式，使設備具有獨特的自動切斷水流功能自控能力，對實現灌區輸配水系統自動化控制管理十分有利，為波涌灌水技術的推廣應用提供了可靠的技術支撐。採用將波涌灌溉設計管理模型從設備主機控制系統中分離出的設計方法，使整個設備操作使用過程簡便明了，易於農民實際應用。

在國內首次系統開展激光控制土地精細平整技術的田間應用研究，對平地精度、作業效率、成本費用和經濟可行性進行分析評價，提出了激光控制平地技術與常規機械平地技術相結合的組合平地技術的新概念和新模式。首次提出適合國情的水平畦田灌溉系統的設計方法、灌水設計參數及相應的田間工程布局模式和結構形式，具有較強的田間實用性。

開發研製的地下滴灌技術專用灌水器，可有效防止因系統負壓引起的滴頭堵塞，具有良好的水力學特性。在考慮根系吸水作用下的地埋點源非飽和土壤水運動和肥料溶質運移的數值模擬研究，為地下滴灌系統的合理設計、灌水設計參數確定、水肥最佳耦合期和系統運行管理提供了科學依據。

其成套技術在北京昌平區建成的80hm2田間節水灌溉新技術試驗示範區，進行考核應用，取得節水增產的顯著效益。與傳統地面灌相比，果樹地下滴灌田間水利用率可提高50%，增產28%。波涌灌溉技術，田間水利用率提高20%～30%，灌水均勻度達到85%，水平畦田灌，田間水利用率達80%以上。此外，還在新疆開展波涌灌水技術的推廣應用工作，建成示範區267hm2，獲得明顯的節水增產效益。

1.4 節水高效灌溉制度

通過對主要農作物節水高效灌溉制度的研究，確定了節水高效灌溉條件下，冬小麥、夏玉米、棉花關鍵需水期及土壤水分控制指標，需水敏感指數等定量指標。根據水分脅迫的後效應和補償效應建立的Jensen修正模型更加客觀地反映了作物不同生育階段，不同程度水分脅迫與產量的關系。綜合考慮了水分調控的作物生理生態及作物補償效應，形成了節水灌溉條件下三種作物的水分生產函數。通過研究提出了節水高效灌溉條件下冬小麥、夏玉米、棉花的調虧灌溉指標、適宜調虧期及其土壤水分控制指標。確定了三種作物的水分生理、光合作用、冠層 結構、干物質積累等生理生態節水高效灌溉指標，提出大田作物調虧灌溉綜合技術體系。上述節水高效灌溉制度成果在山西霍泉灌區753.3hm2示範區應用後，冬小麥全生育期節約灌溉水量2985m3/hm2，節水45.3%，增產1035kg/hm2，增產幅度16.2%。夏玉米節約灌溉水量2010m3/hm2，節水47.2%，增產1725 kg/hm2，增產幅度22.4%。棉花節約灌溉水量1800m3/hm2，節水50%，增產幅度53.8%。糧食水分生產率達1.83kg/m3。

1.5 我國北方地區應用的節水灌溉與農業綜合配套技術

提出了溝、畦、噴微灌條件下水肥結合、適宜調配、施肥方法的最佳耦合技術；提高農田水分利用效率的間套種植模式與深耕、免耕技術；多孔出流軟管灌水技術；包復肥在農田覆蓋條件下的應用技術；根據不同間套作物生育期需水規律及特點，確立其最經濟供水量及組合，提出立體間套種植的高效灌水技術。將傳統的夏、秋作物輪作改為間套種植，確定適宜的小麥-花生、小麥-玉米、小麥-棉花和小麥-花生/玉米這4種典型間套種植模式，採用周年一體化的農水措施，集種、水、肥、耕作、覆蓋及化學制劑技術措施為一體，集成為8套節水灌溉與農業綜合配套技術。在河南新鄉古固寨鎮769hm2田試驗示範區和輻射區大面積推廣應用，小麥、玉米、花生、棉花產量增長40%以上，水分生產率平均增長60%以上。小麥單方水生產效率由0.78kg/m3提高到1.51kg/m3，玉米由0.97kg/m3提高到1.86kg/m3。

1.6 不同集流面地表處理技術

系統研究了集雨工程參數，提出HEC土與瀝青玻璃絲油氈2種新型地表處理材料及其施工技術；提出了適於黃土高原地區應用的砼球形水窖、砼薄殼圓柱形水窖和紅膠泥瓶形水窖3種水窖形式，單廂式、迷宮式和旋流式3種沉沙池結構形式以及相配套的防滲抗凍技術、保鮮凈化技術。提出了人工匯集雨水規劃設計技術指南。創建了坡地活動式集雨節灌模式，提出了「上部坡地夏季種糧、秋季覆膜集雨、地邊打窖蓄水，補灌下部作物」的一地多用、低耗高產、水保與集雨相結合的綜合配套模式；建立了潛水泵加滴灌、手壓泵配軟管、汽油泵配微灌和自壓灌溉四種水窖提水節灌系統，組裝了小型汽油泵，開發了抗旱補灌機具。在系統分析主要農作物生理需水基礎上，形成雨水高效利用及其配套技術體系。在甘肅定西縣、陝西富平縣建成166.67hm2試驗示範區。示範區小麥單產達4630.5kg/hm2，增產156%。玉米單產達6075kg/hm2、增產33.5%。

1.7 基於實時灌溉預報的渠系動態配水技術

通過研究提出了墒情模擬及預測模型，墒情及旱情信息的監測和傳遞技術。灌溉系統配水關鍵技術在模型手段上有較大改進，解決了無調節能力的灌區的配水問題，並將隨機方法及神經網路法用於源泉出流及作物蒸發蒸騰量預測模型，並提出了新的確定A。的方法。採用學科交叉的方法，把有明確物理概念的水文模型、作物需水和蒸發蒸騰模型結合起來建立的墒情模擬和預報模型，其結構和參數具有明確的物理概念，為量水提供了新理論、新方法。研究確定明渠測流長喉槽結構的優化設計方案，開發出智能型量水儀，為灌區節水管理提供了量測精度高、水頭損失小、結構簡單、造價低廉、便於推廣的量水建築物和儀表設備。

與此同期，各部門、各地區安排的研究項目和技術開發中，在渠道防滲技術、管道輸水技術和膜下滴灌技術等方面也取得了明顯的進展。

2.對我國節水農業技術今後發展的探討

近期由於我國加大了對節水農業技術研究的力度，節水農業技術水平得到了了顯著提高，有不少技術已經比較成熟，對推動我國農業生產的發展起到了重大的作用。但是，我國節水農業技術的總體技術水平與發達國家的差距還比較大，且在發展中仍存在一定的盲目性，具有自主知識產權的先進技術和產品很少，節水灌溉設備產業化程度低。因此，應按照「有所為，有所不為」的原則，重點研究和發展適合我國國情應用的節水農業技術。以下就我國今後節水農業技術應重點發展的方面，進行一些探討。

2.1 作物節水高效灌溉制度

作物節水高效灌溉制度是以最少的灌溉水投入獲取最高效益而制定的灌溉方案，包括農作物播種前及全生育期內的灌水次數、灌水時間、灌溉定額和灌溉定額。實施作物節水高效灌溉制度，不需要昂貴的工程和設備投入，農民易於掌握和操作，是我國今後發展節水農業技術的主要方面。作物灌溉制度的制訂，依賴於灌區內農作物的組成情況和各種農作物的需水量，以及灌區內的水源供應情況和農作物生長期內的有效降水量等因素。其中作物需水量是制定灌溉制度的基礎，聯合國糧農組織對作物需水量的定義為「為滿足健壯作物因蒸發蒸騰損耗而需要的水量深度。這種作物是在土壤水分和肥料充分供應的大田土壤條件下生長的，並在這一環境條件中發揮全部產量的潛力。」可見，作物需水量是作物生長在最佳的生長環境中，並最大限度發揮產量潛力狀態下所需的水量。最佳生長環境包括播種時間和密度、土壤肥力水平、水分供給狀況、病蟲害防治等均處於最適宜的狀態。實際生產中，作物在整個生長期內各項制約因素始終都處於最佳狀態是幾乎不可能的。真正反映作物在隨機生長狀況下的需水量是作物耗水量，即作物在任意生長狀況和土壤水分條件下實際的蒸騰量、棵間蒸發量及構成作物體水量之和。由作物需水量作為依據制定的灌溉制度，主要是為灌溉工程設計服務的，在實際灌溉操作中可能連一次也用不上。由於作物在田間的生長條件的變異性，在研究作物節水高效灌溉制度時應更加重視作物耗水量的研究。

當前「非充分灌溉」成為節水農業研究中的一個熱點，非充分灌溉是相對於傳統的充分灌溉而言的，也即前者研究的重點是作物在水分供應不充足時的耗水量，後者是作物的需水量。但是非充分灌溉是一個很不確定的概念，到底非充分到什麼程度？它的最終目標如何確定？而且由於品種改良、作物耕作栽培技術的突飛猛進，不少灌區作物灌溉用水量比過去大幅度減少，但產量卻直線上升，這到底是非充分灌溉還是因生長條件改善作物灌這點水就足夠了呢？現在都沒有定論。非充分灌溉還給灌溉工程設計帶來一定的誤區，例如在各地進行的大型灌區節水改造規劃中，有些灌區本來水源供水量比初建時大為減少，而為了在規劃中保住甚至擴大原來的灌溉面積，就籠統地規劃成採取非充分灌溉制度。當前對非充分灌溉的經濟性解釋為「在適當降低作物單產的同時，擴大灌溉面積增加總產量，使總效益最高」。但這是一個涉及到灌區上下游農民利益、灌溉工程投入產出效益（要發展灌溉就得修工程，不管是充分還是非充分灌溉）的復雜問題。因此，有不少灌溉專家認為，實行非充分灌溉相對於充分灌溉的單產降低不應大5%，而且要對灌溉工程的投入產出進行周密論證，是縮小灌溉面積維持高單產合算還是擴大灌溉面積降低單產保持總產或提高總產合算。實際上我國由於季風氣候的特點，加上工業和城市生活用水的迅速增加，不管北方或是南方淡水資源日益緊缺的局面不可避免，灌溉水的取得又必須付出一定的經濟代價，因此，無論灌溉供水充足還是不充足的地區都要實施節約灌溉用水，而且目標是通過灌溉取得高效益。從這個意義上來說，在節水農業技術領域不提「非充分灌溉制度」而提「節水高效灌溉制度」更合適。

要制定的作物節水高效灌溉制度，應是農民能實際操作的，這就需要在灌區開展不同作物、不同生長條件下的耗水量研究，特別是隨著作物種植結構的調整，應加大對各種經濟作物的耗水量研究，尋求作物在不同生長環境條件下的節水高效規律。以此為基礎，制定灌區在不同的供水、氣象、農藝、管理等條件下的節水高效灌溉用水方案，採用現代化手段對灌區進行實時灌溉預報，指導農民進行灌溉。

2.2井渠結合灌區地上水與地下水聯合運用技術

我國北方的引庫、引河灌區，由於灌溉水源日趨緊張，大多數都採取井渠結合灌溉的形式。在引庫灌區採取井渠結合灌溉，既能重復利用渠道輸水和田間灌溉滲漏的地表水，又能確保農作物適時適量灌溉用水，還可通過井灌抽水降低地下水位，增加土壤儲水庫容，防止內澇和次生鹽鹼化的發生和發展。在引河灌區運用井渠結合灌溉，則是抗旱、防澇、治鹼、節水、減淤等綜合開發利用河水和當地水資源的有效措施。因此，如何對這類灌區可利用的水資源進行優化配置和高效利用，已成為當前灌區節水技術改造研究的重要課題。

廣義的井渠結合灌區實際上是渠井結合灌區和井渠結合灌區的通稱，是採取井灌和渠灌相結合的方式聯合運用地表水和地下水，力求在充分利用本地區水資源的條件下解決農業用水問題。嚴格來說，以地表水渠灌為主、地下水井灌為輔的灌區應稱為渠井結合灌區；反之應稱為井灌結合灌區。目前我國北方的大、中型灌區，大多數採用的是渠井結合灌溉的形式，只有少數單純引洪補源的灌區才採取井渠結合形式。不管是渠井結合還是井渠結合，都是通過渠和井在灌區內的布局和調配灌溉用水量來優化灌區可用水資源，使其發揮最大效益。在井渠結合灌區，採用何種灌溉類型，直接關繫到水資源的優化配置形式和農業高效用水，必須根據灌區的水源情況、作物種植結構、經濟能力、環境保護等綜合考慮，進行技術經濟分析來確定。

井渠結合灌區的灌溉水源一般包括地表水（庫水或河水）、地下水、降水。由於地表水和降水都屬於地上水源，因此也可將這三種水源的聯合運用稱作地上水和地下水聯合運用。要對井渠結合灌區水資源進行優化配置，必須在維持水環境良性循環的前提下，定時定量地安排使用好各種水源，並對他們的相互轉化關系進行人為的調控。井渠結合灌區的多水源優化調度與聯合運用，不但與水資源條件有關，而且與井和渠的布局、作物種植結構、灌溉方法等密切相關，直接影響灌區的灌溉規模和灌溉效益，需要進行多方案比較來確定。

井渠結合灌區可以將渠灌滲漏的部分水量通過井灌得到重復利用，因而提高了引進灌區的灌溉水的利用率。可重復利用水量的多少與渠、井工程布局、灌區水文地質情況、灌區外圍的環境條件等有密切關系。用井灌重復利用渠灌的滲漏水量，相當於對引入灌區的灌溉水進行二次開發，需要修建井灌工程和消耗能源，因此相對於純渠灌區來說，增加了一定的建設投入。如何確定井渠結合灌區渠道防滲率？渠道和機井在面上如何合理布局？是井渠結合灌區發展地上水與地下水聯合運用技術中的難點，是今後節水農業技術應重點研究的方面。但是從定性來說，可以得出幾點初步認識：（1）灌區內渠灌的固定渠道不需要全部防滲；（2）從灌區外輸水進入灌區的乾渠一般應進行防滲處理；（3）灌區內那一級或那一部分固定渠道需要防滲，須對渠道防滲可減少的滲漏水量所需要的投入與利用井灌可重復利用的渠灌滲漏水量所需的投入進行周密的技術經濟比較後確定；（4）應在灌區上游多打井利用地下水發展井灌，灌區下游多用渠水灌溉少打井少用地下水，以穩定灌區的地下水位。

2.3再生水灌溉高效安全利用技術

再生水是對污廢水（城鎮生活污廢水、工業污廢水）進行一定的凈化處理後，可重復應用於各種生產、生活用的水。我國1993年城鎮生活與工業污廢水排放量高達636億m3，2000年，全國污廢水排放總量估計達到900億m3，隨著國民經濟的發展，污廢水的排放量將會越來越大，這是我國一種潛在的待開發的水資源，但目前城市污廢水處理率僅為6%左右。沒有經過處理使其達到灌溉水質標準的污廢水，不但不能作為灌溉水源，而且會對生態環境造成惡化。如經資源化處理，則成為寶貴的灌溉水資源，可緩解我國灌溉農業用水的巨大壓力。我國污廢水灌溉農田主要集中在北方的海、遼、黃、淮四大河流域，約佔全國污廢水灌溉面積的85%。據統計，我國1991年污廢水灌溉面積達306.7萬km2，2000年估計達426.7～440萬km2，發展潛力很大。但是，我國目前灌溉農田的污廢水大都未經過處理，已造成部分地區農田及地下水污染，農產品殘毒量超標的不良後果。因此，研究和發展再生水灌溉高效安全利用技術，將是我國今後節水農業技術發展的一個重要方面。

污廢水的水質處理是再生水灌溉高效安全利用的基礎。污廢水中的生活廢水是人們在生活過程中排棄的污水，主要包括糞便水和各種洗滌水，一般生活廢水量為0.11～0.12m3/人·天。生活廢水中對水體影響較大的污染物所含有的固形物多為無毒物質，分無機物和有機物兩種。這些污染物易產生富營養化，易產生惡臭物質，含有對人體有害的多種寄生病原微生物和洗滌劑。如不經過凈化處理直接排放出去，勢必造成水源及環境污染。用作農田灌溉的生活廢水是經過二級處理過的低濃度生活廢水，要防止濃度過高的生活污水或未經處理的生活廢水灌入農田。可以根據作物生長季節調整生活污水處理的深度。在作物的生長時期，污水脫磷不脫氮，既保證作物對營養物質的需要，也可以降低處理費用；非作物生長期，污水既脫磷又脫氮，保證達到排放標准，不產生富營養化，引起二次污染。污廢水中工礦企業排放的廢水污染物繁多，成分復雜，含有多種重金屬元素、有害的無機物或有機化合物、病原生物等，不能用於直接灌溉農田。必須經過嚴格凈化處理達到灌溉水質標准，才能用於灌溉非直接食用的農作物。對於含有致病微生物的工業廢水，還要輔以必要的消毒處理。工業廢水用於回灌地下水前，必須進行相應處理，使回灌水的水質優於當地的地下水水質。要達到人工回灌水的水質指標，工業廢水在回灌前必須進行三級處理，並達到飲用水的水質要求。

由於技術和經濟上的原因，再生水要完全達到原始淡水的水質才用於灌溉農田是不現實的。因此，對再生水灌溉高效安全利用技術的研究重點應放在保證灌溉對作物和環境的安全性方面。為此需通過對污染物在土壤中的運移規律、污染物對作物生長及品質以及環境的影響進行研究，以此為基礎，制定再生水灌溉的安全評價及控制指標體系，再以此為依據，研究再生水灌溉制度、施肥方式及灌溉模式，以及灌溉後作物和農田殘留物的快速測定技術和方法。

2.4節水農業關鍵設備、產品及材料的產業化

隨著我國節水農業的迅速而大規模發展，需要大批優質的節水農業新產品與設備及新材料來支撐，因此，需加大研製與開發力度，在工藝和配方上取得突破，投產一批節水農業新設備及新材料並形成產業化。包括：①田間節水灌溉設備及新產品：抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器；新型微灌過濾器、注肥器及系統控制設備；節能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度噴頭；適宜於園林噴灌的升降式噴灌裝置；新型扇形轉動機構的搖臂式噴頭；新型機械移動式輕小型噴灌機組；智能控制低壓變數自走式噴灑機組；激光平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統；田間波涌灌溉控制閥、田間多孔閘管系統、田間灌溉自動控制設備；集灌水、播種、施肥於一體的新型多功能行走式局部施灌機。②新型節水專用材料與生化制劑：高強度、輕型金屬管材，高分子復合材料的大口徑管材、管件及配套設備；新型土壤固化劑；新型復合土工膜料和填縫材料；新型保溫復合材料和環保型混凝土補強新材料；適合旱區雨水集蓄的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠化環保型集雨面噴塗材料、生物集雨材料；可被微生物完全分解成對環境無害物質的農用地膜；具有增溫、保墒、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料；新型長效保水劑與節水抗旱種衣劑、植物蒸騰抑制劑、土壤 結構改良劑、控制農田灌水水流入滲的化學制劑。③灌溉系統水量監控與調配新產品：水頭損失小、價廉、精度高、抗干擾性能強的渠系量水設備，新型量水槽，具有量水和水量調控雙重功能的取水口量水設施；新型管道量水儀表；適合北方高含沙渠道採用的量水裝置；經濟實用的灌區自動化量水二次儀表及設備；井灌區計量用水卡等。

考慮到我國農村勞動力向城鎮的快速轉移，農業生產向高效集約化經營發展的趨勢，節省勞力、生產效率高、自動化程度高的節水灌溉機具應成為今後研究、開發和產業化的重點。如機械移管的噴灌機具，地下滴灌設備，大、中、小型的渠道防滲襯砌機具，農田精細平地、開溝、打畦機具，各種自動閥門，以及灌溉自動化控制設備等。

2.5節水農業技術的示範區建設

長期以來，我國推廣節水農業技術是通過建設示範區顯示其效果，為農民做出可以仿效的樣板，激勵農民採用新技術的模式進行的，無疑這種模式對我國推廣節水農業技術起到了重要的作用，今後還將是技術推廣的一種重要手段。但是總結我國節水農業技術示範區建設的經驗，也發現存在一些值得注意的問題。這些問題的集中表現為示範區建成後難於鞏固和持續發展，往往建設任務完成驗收後，示範區的作用也就結束了。縱觀發展節水農業的歷程，過去建成的示範區現在仍存在而且發揮作用的為數不多。究其主要原因，一是示範區選擇時，人為的行政干預還不時存在，沒有真正按科學和經濟規律辦事；二是地方配套資金不到位，示範區建設質量和數量和原計劃相差很遠；三是科技人員的責權利沒有與示範區效益很好掛勾；四是科技成果不夠成熟。

為了使我國節水農業示範區建設能起到更好的作用，今後應採取更加切實可行的措施，這些措施包括：一是加強示範區選擇時的科學論證，特別是在確定國家級示範區時，不能只聽申報單位的書面匯報，應組織專家深入到待選示範區所在地進行調研，從示範區的代表性、原有基礎、干群接受的程度、技術成果成熟度等進行現場論證。只有示範區選准了，示範區建成後才有生命力。二是示範區建設資金的使用應設立專門的帳戶，國家下達示範區建設的資金和地方上認可的配套資金都要匯入這個專門賬戶，由示範區任務下達單位管理，以此克服地方配套資金不到位的常見現象；三是示範區的經濟效益要與承擔示範區建設的科技人員責權利掛勾，因技術原因造成效益增加的，科技人員要按比例提取報酬，造成效益降低的要承擔一定的經濟責任。以此加強示範區建設各方的責任，並減少和杜絕誇大示範區取得的效益。四是示範區建成後只進行初步驗收，主要是檢查建設項目完成的情況，正式驗收要到示範區建成三年後，此時主要檢驗示範區效益發揮情況和能否進入良性循環。驗收都應採取現場驗收。一般來說如果示範區能良好地運轉三年，鞏固和持續發展的可能性就很大。

『貳』 節水灌溉設備的國內現狀

節水灌溉是一基現代化的工程式技術，無論是工程節水，還是農藝節水、管理節水都必須建立在節水灌溉材料設備實現產業化生產的基礎上，可以說，這是大規模及節水灌溉必須解決的前提條件之一。通過20多年來的努力，我國在節水灌溉技術研究和工程式實踐上已具備一定的基礎，相比之下，支撐產業和相關產業發展緩慢，難以適應大規模普及節水灌溉的需要，現狀不容樂觀。
不同形式的節水灌溉工程所用設備存在一定的共性，但更多的是特性，故設備往往是圍繞各種節水灌溉技術開發和配套的，形成各自的體系。當前市場上需求程材料設備、管道輸水工程式材料設備等到。噴灌設備：我國生產的噴灌設備主要是大、中、小、輕型噴灌機、噴灌用水泵、噴灌用地埋管道和地面移動管道、噴頭、附屬設備等。我國噴灌工程面積已達1900萬畝，其中約75 %採用輕、小型噴灌機，大中型噴灌機的噴灌面積約佔10 %，半固定管道式噴灌約佔15%左右。微灌設備：我國生產的微灌設備主要有過濾器、施肥器等首部樞紐設備、管材和連接件、滴灌管（帶）、微噴頭、滲灌管等。據統計到1997年底我國微灌面積已達200萬畝，主要用於果樹和設施農業作物的灌溉。實現精確灌溉自動控制設備是必不可少的，這類設備我國雖有研製，但並沒有形成產品，今後應引導這方面的工作，以提高我國微灌設備的配套能力和總體水平。渠道防滲新材料和施工機械：膜料防滲具有防滲性能好，適應變形能力強、施工簡便、造價低等優點，應用廣泛，我國在60年代中期已將膜料用於渠道防滲，但當時沒有專用的防滲膜料。低壓管道輸水設備：七五期間原國家科委和水利部針對井灌區節水的需要組織了低壓管道輸水技術的攻關研究，帶動了相關產業的發展。我國低壓管道輸水技術是在80年代初節水灌溉任務緊迫，但投入又嚴重不足的情況下，在井灌區發展起來的，因此，技術定位偏低，系統定位靠下，難以帶動相關產業的全面發展，反過來也制約了管道輸水技術的發展和應用領域的擴大。
節水灌溉材料設備來源於生產它們的企業，企業的現狀在一定程度上反映了產品的狀況。生產規模小：不少企業的產品中節水灌溉專用材料設備僅佔一部分或少部分。生產規模小制約了企業的發展，也嚴重製約了節水灌溉材料設備產品的更新和質量的提高。專業化程度低：我國的節水灌溉專用材料設備生產企業不少是在原有生產領域的基礎上，部分轉產節水灌溉材料設備的，故絕大多數不是專業廠，產品結構復雜，關聯性不強。這種狀況決定了生產組織形式是以通用設備、普通工藝實現的小批量生產，產品質量難以保證，生產成本難降低。生產技術裝備落後：走進節水灌溉生產企業，往往看到的是70年代、60年代、甚至50年代的生產設備，這些設備有的是當年建廠時的設備，有有是從大企業淘汰設備中低價轉讓來的，生產技術裝備的落後也往往決定了生產工藝的落後。缺乏行業龍頭企業的作用：小而分散的加工生產並不一定意味著落後，關鍵是要有龍頭企業發揮主機廠的作用，小企業應圍繞龍頭企業進行專業化生產。

『叄』 現在農業灌溉能否實現智能化

截至2020年7月23日，在中國已經有部分地區實現了農業灌溉智能化，並且使用范圍還會越來越廣，智能灌溉系統也會越來越先進。隨著近幾年科技的發展，各行各業都在趨向於智能化、自動化。在農業行業也一樣，智能化的灌溉方式就是農業種植向智能化發展的一個跨步。

為了提高水資源利用率，以及減輕農業種植者工作壓力，現代農業生產中多使用智能灌溉控制系統，該系統的研發和使用，真正意義上實現了水資源的高效利用，不僅如此，還在一定程度上節約了農業種植中的灌溉成本，高了經濟效益。

(3)農業自動灌溉裝置的研究現狀擴展閱讀

農業（包括日益活躍的園藝行業）作為國家的經濟命脈和用水大戶，長期以來，由於思想意識、資金、技術等方面的原因，一直沿用傳統落後的大水漫灌.但隨著水資源短缺與需水量逐年增加之間的矛盾日益加劇，大水漫灌正逐漸被注重精確灌水的現代節水灌溉模式所取代。

現代科學灌溉技術，不僅可以有效利用有限的水資源，緩解地下水開采過量、地殼下沉的嚴峻局面，同樣重要的是，能夠通過與精確施肥的有機結合，改善農作物、果樹等的生長條件，提高單產和果實品質，具有良好的社會效益和經濟效益。

『肆』 淺談農業灌溉的現狀

從全世界來說，農業灌溉還是個發展不均衡的行業。歐美，以色列等國家，基本上實現節水灌溉工程，水源管理很規范，灌溉作業上呢，就是採用滴灌，噴灌等節水手段，管理上採用工程化管理，信息化管理。灌溉過程的決策也是依賴智能控制器或者雲端專家系統等高科技手段。以色列很多公司對滴灌這樣的技術進一步研究，搞出更高效率，更節水的水頭。水源管理方面，也研究的很多，例如運用循環水，收集雨水等。但是國內，灌溉方面節水情況堪憂，雖然國家上升為戰略決策，每年國家補貼很大，總的節水灌溉工程佔有比例很低，不到三分之一。區域也不均衡，一般來說，新疆，寧夏，內蒙古，由於大田多，國有管理農資企業多，國家投入大，很大一部分實現了節水灌溉。其他地方則差的很遠。另外一個合資或者民間投資的大型果林，茶園等，也局部實現了節水工程。但是信息化程度和智能化程度很低，表現在兩個方面，一個即使有的地方上了灌溉自動化，但是使用可靠性不高，電磁閥容易損壞，控制系統不靈活，很多都廢掉了，改為人工。另一方面，國內搞灌溉自動化的一個巨大問題就是不懂農作物節水原理，對節水工程研究不深，導致了大部分都是基於dcs的工業控制網路來進行一些邏輯動作。對節水來說，投資很大，收益沒有預期。對智能灌溉決策方面的研究幾乎是空白（國內武漢大學，河海大學，中國農大，農田灌溉研究所的專家有研究這方面，但是理論鮮有深層突破，實際能應用的理論模型幾乎沒有吧），所以節水的控制理論方面，我們與國外都有很大差距。現在總的來看，節水灌溉工程的整個產業（管道，電磁閥，噴頭，過濾器，控制器，泵），中高端產品幾乎被國外壟斷。國內都是做低端產品（例如萊蕪做灌溉材料的非常多，大部分是低端產品）國內的優勢就是便宜。這也迎合的當前的市場。總的說中國灌溉，任重道遠。

『伍』 農業生產如何實現自動灌溉

引進自動灌溉設備，比如慧雲的智能監控設備，自動監測農田數據，作物缺水時自動提醒，用戶手機收到信息，點下開關，觸發裝置，就能自動開啟灌溉設備。

『陸』 農業自動化灌溉系統都涉及到哪些方面

這個系統是來將自動自控制與灌溉系統有機的結合起來,使灌溉系統在無人干預的情況下通過控制器按規定的程序或指令自動進行灌溉. 實踐證明在不同的控制模式下系統均具有較高的水量控制精確度和較為完善的自動控制過程,自動控制灌溉系統具有更節水、節省時間、精確灌溉等特點。這個我們這就建設過，是托普物聯網來弄得。

『柒』 農業灌溉自動化系統的發展和利用檢索表達式

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農業自動化灌溉系統的功能特點與優勢

水資源日益緊缺已經成為全球性的問題，
節約用水並實現高效用水時人類生
存與發展的需求，
也是全球經濟社會的需求。
我國作為全球
13
個貧水國家之一，
水資源的不足已經對我國經歷社會發展構成了嚴重威脅，
甚至成為經濟社會發展
的
「瓶頸」
，
大力發展節約用水不僅是一種革命措施，
也是我國的基本策略之一。
農業用水占據了我國總用水量中的
70%
，
農業灌溉效率低下和用水浪費的問題普
遍存在。

目前全國灌溉水利用率約為
43%
，單方水糧食生產率只有
10
公斤左右，大
大低於發達國家灌溉水利用率
70-80%
、
單方水糧食生產率
2.0
公斤以上的水平，
因此發展節水農業、提高農業用水利用效率是我國節水戰略中的重要環節。

農業自動化灌溉系統是由浙江托普物聯網運用現代物聯網技術設計研發
的。
農業自動化灌溉系統由自動控制技術和專家系統技術，
感測器技術、
通訊技
術、計算機技術等於一體的灌溉管理系統。該系統主要面向農田，園林，設施農
業等領域的日常灌溉控制和管理而設計，
並通過現代化的科學技術手段，
達到降
低人力成本，
提高自動化生產效率，
節約水資源的目的。
該系統具有實用性和良
好的展示性，系統硬體具備良好的穩定性，以及防水、防潮、抗高溫的能力。

節水灌溉自動化系統採取因地制宜的原則依據不同地區、
不同作物的不同需
求，選擇不同的灌溉設施，並利用計算機、無線數據通訊、採集控制器、感測器
等先進技術對農田灌溉進行監控管理，
保證適時適量地滿足作物生長所需要的水
分從而達到節水灌溉及節水灌溉自動化的目的。

系統架構本方案給出了一個節水灌溉自動化系統的基本框架，
它主要由中心
主控系統、採集控制模塊、無線通訊模塊、土壤水分感測器、氣象觀測站、電磁
閥等設備組成，
具體結構框圖如下：
系統介紹從節水灌溉自動化系統的框架圖中，
我們看以看出該系統可分為感測器與電磁閥、
採集控制、
數據傳輸及控制中心四
部分，現對各個部分做進一步的描述：

1
、

感測器與電磁閥：
是數據的採集者與系統自動化功能的執行者。
感測器
是能感受規定的被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。
，
本系統中主要包括測量土壤水分的土壤水分感測器，
測量養分的養分儀，
測量氣
象要素的雨量感測器，空氣溫濕度感測器、風速感測器、風向感測器等；

電磁

『捌』 什麼是智能農業灌溉系統

1.溫室環境實時監控
(1) 通過電腦或者手機遠程查看溫室的實時環境數據，包括空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照度、二氧化碳濃度、氧氣濃度等。遠程實時查看溫室視頻監控視頻，並可以保存錄像文件，防止農作物被盜等狀況出現。
(2) 溫室環境報警記錄及時提醒，用戶可直接處理報警，系統記錄處理信息，可以遠程式控制制溫室設備。
(3) 遠程、自動化控制溫室內環境設備，提高工作效率，如自動灌溉系統、風機、側窗、頂窗等。
(4) 用戶可以直觀查看溫室環境數據的實時曲線圖，及時掌握溫室農作物生長環境。

2 智能報警系統

(1) 系統可以靈活的設置各個溫室不同環境參數的上下閥值。一旦超出閥值，系統可以根據配置，通過手機簡訊、系統消息等方式提醒相應管理者。
(2) 報警提醒內容可根據模板靈活設置，根據不同客戶需求可以設置不同的提醒內容，最大程度滿足客戶個性化需求。
(3) 可以根據報警記錄查看關聯的溫室設備，更加及時、快速遠程式控制制溫室設備，高效處理溫室環境問題。
(4) 可及時發現不正常狀態設備，通過簡訊或系統消息及時提醒管理者，保證系統穩定運行。

3 遠程自動控制
(1) 系統通過先進的遠程工業自動化控制技術，讓用戶足不出戶遠程式控制制溫室設備。
(2) 可以自定義規則，讓整個溫室設備隨環境參數變化 自動控制，比如當土壤濕度過低時，溫室灌溉系統自動開始澆水。
(3) 提供手機客戶端，客戶可以通過手機在任意地點遠程式控制制溫室的所有設備。

4 歷史數據分析

(1) 系統可以通過不同條件組合查詢和對比歷史環境數據。
(2) 支持列表和圖表兩種不同方式查看，用戶可以更直觀看到歷史數據曲線。
(3) 與農業生產數據建立統一的數據模型，系統通過數據挖掘等技術可以分析更適合農作物生長、最能提高農作物產量的環境參數，輔助決策。

5 視頻監控
(1) 視頻採集。
(2) 視頻存儲。
(3) 視頻檢索及播放。

6 農產品安全溯源

7 農業知識庫

(1) 知識採集。
(2) 知識檢索及共享。

8 手機客戶端
(1) 用戶可以通過文朗潤誠-農業溫室智能監控系統手機客戶端，隨時隨地查看自己負責溫室的環境參數。
(2) 用戶可以使用手機端及時接受、查看溫室環境報警信息。
(3) 通過手機端，用戶可以遠程自動控制溫室環境設備，如自動灌溉系統、風機、頂窗等。

『玖』 農業節水灌溉的前景和趨勢如何

節水灌溉（water－saving irrigation）以最低限度的用水量獲得最大的產量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農作物產量和產值的灌溉措施。主要措施有：渠道防滲、低壓管灌、噴灌、微灌和灌溉管理制度。

《全國農業可持續發展規劃（2015-2030 年）》顯示，中國將實施 水資源紅線管理，到 2020 年和 2030 年農業灌溉用水量分別保持在 3720 億立方米和 3730 億立方米。確立用水效率控制紅線，到 2020 年和 2030 年農田灌溉水有效利用 系數分別達到 0.55 和 0.6 以上，推廣渠道防滲、管道輸水、噴灌、微灌等節水灌溉 技術，完善灌溉用水計量設施，到 2020 年發展高效節水灌溉面積 2.88 億畝。

『拾』 如何有效推進農業節水灌溉技術

有這么幾種新型的灌溉技術。第一，自動灌溉。法國國立農藝研究所研製出自動灌溉裝置，即在作物莖稈或果樹果枝等部位，安置一些特製的「觸角」，以測試作物的細微變化。當作物不能從土壤中獲取水分，必須消耗本身莖稈或果枝水分時，作物莖稈或果枝就會出現外形縮小的跡象，「觸角」便能立即將其譯成信號傳給計算機，計算機便啟動灌溉裝置。第二，無水灌溉。俄羅斯設計出一種無水「灌溉」的方法。他們在甜菜地里做試驗，利用經過改裝的農用噴霧器，在甜菜葉上噴灑一層白色的熟石灰粉，噴灑的濃度以不影響土壤的酸性結構為宜。大片的白色能很好地反射陽光，使土壤和莖葉受熱量大大減少，水分保持明顯超過「綠色」作物地段。至成熟時，甜菜葉一般可增大1-2倍，塊根收獲量增加10%。第三，空氣灌溉。德國發明了一種新型灌溉技術。用漏斗狀的帶有若干噴嘴管的圓管裝置（管內壁塗有特殊的黑塗料）收集太陽光，將這種裝置埋在植株行間，白天筒內熱空氣進入噴嘴管，晚上空氣中的水分就形成露珠，從噴嘴流進作物根部的土壤里。陽光強烈時，作物的水分散發多，噴嘴裡獲得的露水也比較多，能適中2保持作物的水量平衡。第四，霧氣灌溉。秘魯的專家們為了將常年籠罩在舶薩馬約沙荒區的霧氣資源變成霧水用於灌溉，研究出把一些大型尼龍編織網垂直掛在霧里，以吸聚霧氣變成霧水，將霧水注入蓄電池，進行灌溉的方法。他們用此法灌溉沙荒區，已種植了6hm作物和樹木。第五，無污染灌溉。澳大利亞研製出一種新的農田灌溉系統，能使蔬菜長得更好，生產成本更低。它的供水方法是：將滴灌管埋入12cm深的地下，把化肥放在水裡，直接澆到蔬菜根部。其優點是可以根據農作物的需要來供水，能使化肥得到充分的利用，既不污染水源，又能節水50%，降低肥耗25%。