時(shí)間：2023-09-28 09:30:55
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇農(nóng)田灌溉自動(dòng)化，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
摘要：信息化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)以及農(nóng)業(yè)，并有效促進(jìn)了這些行業(yè)的發(fā)展。將信息化技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)田水利工程中，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田用水自動(dòng)化，提高了農(nóng)田水利工程的利用效率。同時(shí)，引入信息化技術(shù)的目標(biāo)是使農(nóng)田水利工程逐漸信息化、智能化，兩者之間的合作主要通過(guò)設(shè)置信息化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；诖?，主要針對(duì)信息化技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的運(yùn)用進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：信息化技術(shù)；農(nóng)田水利工程；農(nóng)業(yè)
一、信息化系統(tǒng)的設(shè)置
信息化系統(tǒng)的設(shè)置主要有五部分，一是收費(fèi)系統(tǒng)，采用IC卡智能系統(tǒng)，并根據(jù)灌溉農(nóng)田的面積設(shè)定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)土地流轉(zhuǎn)的農(nóng)田在灌溉之前要先刷卡才有使用機(jī)井進(jìn)行灌溉的權(quán)利，此付費(fèi)系統(tǒng)有效使用水得到了控制，避免了浪費(fèi)現(xiàn)象。二是在農(nóng)田比較集中的地方設(shè)置噴灌自動(dòng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以自由旋轉(zhuǎn)，使周圍的農(nóng)田都能得到灌溉，同時(shí)周圍的地理環(huán)境也要滿足安裝要求，所以在安裝前，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的氣象情況、土壤情況以及農(nóng)作物本身對(duì)水的需求情況等進(jìn)行詳細(xì)了解。此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利工程的集約化管理。三是對(duì)于溫室大棚，也可以安裝自動(dòng)噴灌控制系統(tǒng)，要根據(jù)大棚作物的高度設(shè)置噴嘴的高度，還可以利用信息化技術(shù)，設(shè)置相關(guān)的傳感器，以便能及時(shí)感應(yīng)大棚環(huán)境中的溫度、濕度等，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使環(huán)境適合作物生長(zhǎng)，減少病蟲(chóng)害。四是在灌溉比較集中的季節(jié)，往往水渠內(nèi)的水量和農(nóng)民的需求量是不等同的，開(kāi)閘放水的水量也不能確定，所以還需要在引渠閘上安裝閘門遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，相關(guān)人員可以根據(jù)水渠內(nèi)的水存量以及農(nóng)民灌溉農(nóng)田的需求量作出大概的估計(jì)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)軟件，對(duì)水閘的高度進(jìn)行調(diào)整，以使水量供求關(guān)系得到滿足，也使水資源的使用量得到控制。五是為了能對(duì)農(nóng)田灌溉水資源進(jìn)行合理配置，相關(guān)的農(nóng)田水利管理部門還要在田間設(shè)置功能不同的傳感器，以及時(shí)獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對(duì)水資源利用做出科學(xué)決策。
二、信息化系統(tǒng)的設(shè)定方案
（一）墑情檢測(cè)系統(tǒng)。將土壤墑情傳感器放置在田間地下不同深度處，相關(guān)的通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)會(huì)將采集到的不同的數(shù)據(jù)信息傳遞給墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)對(duì)此處的土壤環(huán)境中的水分進(jìn)行測(cè)定分析，以種植適合再次出生長(zhǎng)的農(nóng)作物，并對(duì)農(nóng)作物的需水量做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，從而加強(qiáng)對(duì)農(nóng)田灌溉的科學(xué)管理。（二）地下水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)地下水位的采用量以及剩余量進(jìn)行測(cè)定，避免出現(xiàn)超采現(xiàn)象，利用的是相關(guān)的信息技術(shù)和信息化設(shè)備，對(duì)地下水資源的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以控制采水量，保護(hù)地下水文環(huán)境不受破壞。（三）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要包括兩部分，分別是現(xiàn)地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和視頻服務(wù)系統(tǒng)。其中前者主要有專門的監(jiān)測(cè)設(shè)備組成，如攝像機(jī)、云臺(tái)控制鏡頭等，可以使遠(yuǎn)程的相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行在線信息采集，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備發(fā)出指令，進(jìn)行角度和位置的調(diào)整，以使信息全面。后者同樣擁有現(xiàn)場(chǎng)信息的采集處理權(quán)，同時(shí)服務(wù)于各種用戶，使其具有觀看視頻的權(quán)利。（四）機(jī)井水費(fèi)控制管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將水資源使用與收費(fèi)管理一體化，將水泵、電動(dòng)閥等水資源控制聯(lián)系到一起，以便在出現(xiàn)用戶用水不當(dāng)或者欠費(fèi)用水時(shí)，能及時(shí)通過(guò)機(jī)井水費(fèi)控制管理系統(tǒng)，及時(shí)將這些供水系統(tǒng)控制住。（五）智能灌溉系統(tǒng)。無(wú)論是田間還是溫室的智能灌溉系統(tǒng)，都有對(duì)土壤墑情進(jìn)行檢測(cè)的作用，進(jìn)而判斷相關(guān)環(huán)境中土壤的用水量，使灌溉實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還要設(shè)定相關(guān)的極限值，以便灌溉系統(tǒng)判斷何時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，決定何時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。（六）閘門測(cè)控系統(tǒng)。閘門控制系統(tǒng)根據(jù)用水需求，對(duì)閘門的升降高度進(jìn)行測(cè)定，高度變化值的計(jì)算需要依賴閘位檢測(cè)系統(tǒng)，而升降實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化就需要啟閉機(jī)進(jìn)行控制。同時(shí)為了保證該系統(tǒng)保持正常工作，不會(huì)使各種線路受到影響，不使相關(guān)的操作人員有安全隱患，該系統(tǒng)還設(shè)置了相關(guān)的安全保護(hù)裝置。（七）引渠測(cè)流系統(tǒng)。主要包括三部分，一是電子水尺，這是一種可以使遠(yuǎn)程的人員對(duì)相關(guān)位置的水位進(jìn)行檢測(cè)的傳感器，二是GPRS數(shù)據(jù)采集模塊，對(duì)水位的相關(guān)信息進(jìn)行采集、整理、分析，以對(duì)農(nóng)田用水量進(jìn)行判斷，進(jìn)而決定引渠流量，三是太陽(yáng)能供電設(shè)備，這種設(shè)備具有很強(qiáng)的蓄電裝置，以使傳感器的使用不受地域和氣候限制。（八）信息控制中心。針對(duì)這些信息化系統(tǒng)裝置，設(shè)置專門的信息控制平臺(tái)，使管理人員直接通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)軟件，就能對(duì)相關(guān)的系統(tǒng)裝置或者傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，對(duì)農(nóng)田用水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
三、結(jié)語(yǔ)
將信息化技術(shù)用于農(nóng)田水利工程中，使水資源得到合理配置和利用，使農(nóng)田灌溉效率得到了提高，相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)信息化技術(shù)的研究，以開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的設(shè)備，為農(nóng)田水利工程提供更好的服務(wù)。
作者:齊文輝 單位:平天湖風(fēng)景區(qū)清溪街道辦事處
參考文獻(xiàn)：
[1]秦學(xué)敏，溫靖，陳位政，等.信息化在農(nóng)田水利中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2015（33）：43-46.
關(guān)鍵詞農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)；應(yīng)用；可持續(xù)發(fā)展
資料表明，世界上糧食增產(chǎn)中25%歸功于擴(kuò)大耕地面積，75%歸功于提高單產(chǎn)。雖然單產(chǎn)的提高是綜合措施的結(jié)果，但灌溉卻是其中重要措施之一。隨著世界性水資源日益緊缺，水資源不足已成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，要進(jìn)一步發(fā)展灌溉面積就必須節(jié)約灌溉用水，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)。
1農(nóng)業(yè)節(jié)水的主要措施
1.1發(fā)展渠道襯砌與管道輸水技術(shù)
輸水配水渠道的滲漏損失是農(nóng)田灌溉水量損失的重要組成部分。一般未襯砌的渠道輸水損失達(dá)40%～50%，開(kāi)展渠道防滲是農(nóng)田灌溉節(jié)水的重要環(huán)節(jié)。為了提高灌溉輸水的利用率，世界許多國(guó)家都在致力于發(fā)展渠系襯砌、管道化工程。
1.2改進(jìn)傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)
傳統(tǒng)灌溉方式由于灌水歷時(shí)長(zhǎng)、用水量大、灌水不均勻等影響作物產(chǎn)量。所以，長(zhǎng)期以來(lái)各國(guó)都在積極致力于對(duì)傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)的研究與改進(jìn)，并創(chuàng)造了許多全新的方法。其中波涌灌（間歇灌）和激光控制平地畦田灌就是2種影響較大、效果較好的方法。
1.3推廣噴灌、微灌技術(shù)
噴灌、微灌技術(shù)可在傳統(tǒng)的溝、畦灌等地面灌溉基礎(chǔ)上節(jié)水30%～50%，節(jié)省勞力20%～90%。在節(jié)約用水量的同時(shí)改變了傳統(tǒng)的灌溉概念，能夠把含有肥料的水一滴滴地輸入作物根層的土壤中，使土壤中的水、肥、氣、熱保持協(xié)調(diào)關(guān)系，達(dá)到作物高產(chǎn)目的。
1.4充分利用咸水、廢水灌溉農(nóng)田
目前采用的方法能夠在空間和時(shí)間上預(yù)報(bào)出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基質(zhì)，據(jù)此判定土壤狀態(tài)，并在一定的氣候條件下，參照土壤狀況選擇適宜種植的作物。耕作方式通常采用輪作制，即耐鹽和不耐鹽作物輪作，咸水、廢水與淡水輪灌，以避免土壤過(guò)度積鹽。
2有效利用水資源的新技術(shù)
2.1選育耐旱作物和節(jié)水品種
選育耐旱作物品種，是充分利用生物適應(yīng)環(huán)境，以生物機(jī)能提高作物水分利用效率的重要途徑。耐旱作物一般在生長(zhǎng)關(guān)鍵期能避開(kāi)干旱季節(jié)，抗逆性強(qiáng)，生長(zhǎng)期能和當(dāng)?shù)氐挠昙鞠辔呛?，在雨季快速生長(zhǎng)，以充分利用有限的降水。
2.2改進(jìn)耕作方法與栽培技術(shù)
因地制宜，由多耕趨向于少耕、免耕；由淺耕趨向于深耕；由耕翻趨向于深松；由單一作物連作趨向于糧草輪作或適度休閑；重視水土保持，納雨蓄墑，合理施肥，以肥調(diào)水。
2.3推廣地面覆蓋技術(shù)
地面覆蓋具有抑制土壤蒸發(fā)、蓄存降水、保持土壤水分、提高土溫的優(yōu)點(diǎn)，分為有機(jī)物覆蓋、地膜覆蓋和化學(xué)覆蓋。有機(jī)物覆蓋就是利用農(nóng)作物秸稈、糠皮等材料進(jìn)行地面覆蓋，有明顯的保墑節(jié)水效能；地膜覆蓋是一種用薄膜覆蓋的農(nóng)田技術(shù)，能夠提高地溫，抑制蒸發(fā)；此外，保水劑、抗蒸騰劑等化學(xué)覆蓋技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。
2.4采用調(diào)虧灌溉技術(shù)
調(diào)虧灌溉是根據(jù)灌溉對(duì)象的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及生產(chǎn)的實(shí)際需要，有目的地不充分供給水分，使作物經(jīng)受水分脅迫，限制其某方面或某時(shí)期的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到既節(jié)水又增產(chǎn)的效果。
3節(jié)水灌溉技術(shù)在新疆兵團(tuán)的應(yīng)用
3.1膜下滴灌技術(shù)的推廣
膜下滴灌是將覆膜種植技術(shù)與滴灌技術(shù)兩者互相結(jié)合的新型灌溉技術(shù)。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，膜下滴灌技術(shù)比常規(guī)灌溉節(jié)水30%以上，土地利用率提高5%～7%，單產(chǎn)提高20%左右，大幅度降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了經(jīng)濟(jì)效益。由于這種先進(jìn)生產(chǎn)方式的實(shí)施，帶來(lái)了農(nóng)業(yè)體制和組織形式的創(chuàng)新，出現(xiàn)了一大批家庭農(nóng)場(chǎng)，不僅有效節(jié)約了農(nóng)業(yè)用水，促進(jìn)了地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善；還為低成本高產(chǎn)出的農(nóng)牧產(chǎn)品提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。至2006年，全國(guó)推廣微灌總面積66.67萬(wàn)公頃以上，僅新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)就推廣38萬(wàn)公頃。大田膜下滴灌技術(shù)是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)近幾年來(lái)推廣應(yīng)用節(jié)水灌溉項(xiàng)目中經(jīng)濟(jì)效益最高、生態(tài)效應(yīng)最好的灌溉新技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。3.2滴灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用
滴灌自動(dòng)化技術(shù)把新疆兵團(tuán)節(jié)水灌溉推上了一個(gè)省水、省工、增產(chǎn)、增效的新局面，實(shí)現(xiàn)了高層次決策控制，是膜下滴灌技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。2002年，136團(tuán)完成了33.33hm2棉田自動(dòng)化控制系統(tǒng)滴灌試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)田間土壤溫度傳感器、風(fēng)向、風(fēng)速、光照、降雨量和蒸騰傳感器進(jìn)行自動(dòng)化灌溉。隨后，121團(tuán)、127團(tuán)等地也建立了灌溉自動(dòng)化控制系統(tǒng)示范區(qū)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)農(nóng)田各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行科學(xué)節(jié)水灌溉，2006年，兵團(tuán)級(jí)棉花水肥高效利用基地“農(nóng)八師148團(tuán)節(jié)水灌溉自動(dòng)化控制項(xiàng)目”全面實(shí)施，該項(xiàng)目投入使用后，有效地減少人在田間的活動(dòng)次數(shù)，防止病蟲(chóng)害傳播和蔓延。同年6月，全國(guó)最大面積400hm2棉田“自動(dòng)化滴灌技術(shù)”在農(nóng)八師149團(tuán)推廣試驗(yàn)成功，達(dá)到了作物長(zhǎng)勢(shì)室內(nèi)可視化，土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測(cè)化，灌溉自動(dòng)化。
4節(jié)水技術(shù)的發(fā)展方向
4.1灌溉工程節(jié)水技術(shù)發(fā)展方向
輸水節(jié)水技術(shù)的發(fā)展方向是：為解決混凝土襯砌延伸性差、易開(kāi)裂等缺點(diǎn)，試驗(yàn)用鋼絲網(wǎng)等加筋混凝土替代常規(guī)混凝土襯砌。另外，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和機(jī)械化施工技術(shù)的日益進(jìn)步，膜料襯砌在渠系襯砌中的比重逐年增大，將有可能成為未來(lái)渠系襯砌材料發(fā)展的主方向。
噴、微灌技術(shù)的發(fā)展方向是：噴、微灌相互配合共同發(fā)展，發(fā)揚(yáng)噴灌射程遠(yuǎn)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，克服噴灌能耗大、噴頭易堵塞等缺點(diǎn)；開(kāi)發(fā)和研制新型灌溉設(shè)備，提高灌溉均勻度，克服滴灌系統(tǒng)易堵塞的缺點(diǎn)，并向低壓、節(jié)能型方向發(fā)展，減少傳動(dòng)裝置能耗；灌溉設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。
4.2科學(xué)管理與精準(zhǔn)灌溉相結(jié)合
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，通過(guò)地理信息技術(shù)實(shí)行灌溉管理自動(dòng)化，成為農(nóng)業(yè)節(jié)水管理技術(shù)的發(fā)展方向。地理信息技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土地、植保從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)ψ魑锷L(zhǎng)發(fā)育狀況、病蟲(chóng)害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境改善進(jìn)行定期信息獲取和動(dòng)態(tài)分析，通過(guò)系統(tǒng)的診斷和決策，制定實(shí)施計(jì)劃，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。地理信息技術(shù)的快速發(fā)展為農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設(shè)和自動(dòng)化、智能化管理提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，并逐漸成為以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的核心技術(shù)。
5參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利；節(jié)水灌溉；技術(shù)發(fā)展
中圖分類號(hào)： S274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/ki.jlny.2017.15.020
1農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用
1.1噴灌技術(shù)的應(yīng)用
農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)中的噴灌技術(shù)，即是在壓力下，依靠管道將水輸送到農(nóng)田，借助于噴頭將水源噴射到田間，確保水源能夠非常均勻的灌溉到農(nóng)田中，進(jìn)而有效減少水資源的消耗和浪費(fèi)。選擇噴灌技術(shù)灌溉農(nóng)田能夠確保灌溉面更加均勻，均勻度能夠?qū)崿F(xiàn)90%左右，水資源利用效率增加60%～85%，相對(duì)于地面灌溉而言能夠降低至少30%的水資源使用量。如某地區(qū)過(guò)去每畝農(nóng)田灌溉要消耗60～80立方米水源，但應(yīng)用噴灌技術(shù)后每畝地僅消耗30～40立方米水源。噴灌技術(shù)還能夠降低勞動(dòng)力，其設(shè)備通常來(lái)說(shuō)埋設(shè)于地下，有助于節(jié)約土地資源，讓耕種面積增加7%～10%左右。
1.2微灌技g的應(yīng)用
微灌是在滴灌技術(shù)的前提下進(jìn)行研究發(fā)展而形成的現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù)。微灌通常包含了滴灌、滲灌以及小管涌流的模式。微灌一般來(lái)說(shuō)有以下組成部分：水源、輸配水管網(wǎng)、灌水設(shè)備。微灌技術(shù)的灌水流量相對(duì)較小，實(shí)施一次灌溉會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，灌水周期短，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)灌溉水量的精準(zhǔn)管控，將水分與養(yǎng)分輸送到農(nóng)作物根部和土壤內(nèi)，對(duì)經(jīng)濟(jì)作物的灌溉與種植能夠選擇灌溉技術(shù)。微灌技術(shù)一般來(lái)說(shuō)能夠減少50%～80%的灌溉水量，微灌技術(shù)能夠降低肥料的消耗、節(jié)省人力，肥料利用效率能夠增加15%，水資源利用效率增加30%。另外，還有助于對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改善。
1.3步行式灌溉技術(shù)的應(yīng)用
步行式灌溉一般來(lái)說(shuō)是將農(nóng)區(qū)目前已有的農(nóng)業(yè)機(jī)械和電力資源作為灌溉源動(dòng)力，支持相關(guān)灌溉設(shè)備，促進(jìn)灌溉適應(yīng)性的提高。步行式灌溉技術(shù)是節(jié)水農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)技術(shù)的充分結(jié)合。步行式灌溉機(jī)械不需要配置非常復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)，通過(guò)組裝對(duì)機(jī)器實(shí)施裝配，其適應(yīng)性更好，便捷性較高，能夠?qū)毙璧貐^(qū)作物實(shí)施有效灌溉。步行式灌溉技術(shù)無(wú)需進(jìn)行大量修渠工程，降低了人力成本與資金成本，也提升了灌溉效率[1]。
1.4雨水集蓄利用的技術(shù)應(yīng)用
雨水集蓄利用即是通過(guò)工程性手段將自然降水集中起來(lái)，如果需要灌溉則可以通過(guò)管道將收集存儲(chǔ)的雨水輸送到各個(gè)田地中。此技術(shù)不僅能夠有效處理好農(nóng)田灌溉問(wèn)題，同時(shí)還能夠補(bǔ)充人畜飲水，能夠在季節(jié)性缺水地區(qū)進(jìn)行大量推廣。雨水集蓄可以在很大程度上促進(jìn)種植模式的優(yōu)化，防止出現(xiàn)水土流失問(wèn)題，能夠保證農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。
1.5輸水過(guò)程的節(jié)約措施
在過(guò)去的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常見(jiàn)的農(nóng)田灌溉手段通常是挖土成渠，之后將水源輸送到需要灌溉的農(nóng)田，但是在水源輸送時(shí)往往會(huì)有較多水資源因?yàn)檎舭l(fā)而浪費(fèi)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的灌溉渠道沒(méi)有得以充分的利用，僅有50%左右的水源被應(yīng)用到農(nóng)田灌溉，所以必須注重水源輸送環(huán)節(jié)，制定出科學(xué)有效的節(jié)水方案，從而降低農(nóng)業(yè)灌溉成本。對(duì)渠道防滲來(lái)說(shuō)可選擇的材料種類多種多樣，各個(gè)材料都能夠發(fā)揮出自身獨(dú)有的性能，通常應(yīng)用較多的包括干砌塊石、漿砌塊石以及混凝土預(yù)制塊等。在應(yīng)用混凝土護(hù)面時(shí)，發(fā)現(xiàn)渠道較小的情況下可采取U型混凝土渠，這一渠道可以在很大程度上優(yōu)化輸水流量，讓過(guò)水?dāng)嗝鏈p少；渠道輸水不但存在渠床滲漏的問(wèn)題，在輸水過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生睡眠蒸發(fā)或渠床上雜草的蒸騰，如果選擇管道輸水可以明顯降低水資源損耗。滴灌和噴灌等技術(shù)在實(shí)施地面灌溉時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能使用低壓輸水管道。
2農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)于農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇應(yīng)當(dāng)更加全面的考慮到各個(gè)因素，例如水源情況、地塊情況、農(nóng)作物類型以及灌溉計(jì)劃的制定等，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中選擇灌溉技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)做好前期調(diào)查規(guī)劃，根據(jù)各個(gè)地塊、土壤以及水資源情況進(jìn)行全面的考量，進(jìn)行更加科學(xué)的設(shè)置，才能夠保證灌溉方式的合理性[2]。
因?yàn)檗r(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)自身具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)必然會(huì)在我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中得到進(jìn)一步推廣和普及。研究證實(shí)，農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一般來(lái)說(shuō)表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是節(jié)水灌溉技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中，技術(shù)含量會(huì)日益提高，同時(shí)朝著更加高科技的方向發(fā)展；二是節(jié)水灌溉技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用過(guò)程中，其管理也會(huì)逐漸朝著更加精細(xì)化和自動(dòng)化的方向靠攏；三是農(nóng)作物節(jié)水灌溉技術(shù)方面不單單局限于噴灌技術(shù)，而應(yīng)當(dāng)朝著綜合化應(yīng)用發(fā)展，進(jìn)而更好的降低資源消耗?？傊?，節(jié)水灌溉技術(shù)屬于未來(lái)農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展的重要研究課題，在農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)研究工作人員的共同努力下，其必然會(huì)在較短時(shí)期內(nèi)更加廣泛的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展和水資源的持續(xù)利用作出更多貢獻(xiàn)。
3結(jié)語(yǔ)
節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是一項(xiàng)長(zhǎng)期系統(tǒng)性的工程，它能夠有效解決水資源缺乏問(wèn)題，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升農(nóng)民收入水平。節(jié)水灌溉技術(shù)包含多種類型，各項(xiàng)技術(shù)都具有自身的突出優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，因此要結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況來(lái)合理選擇節(jié)水灌溉技術(shù)，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和改革，從而確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]黎寶龍.農(nóng)田灌溉節(jié)水技術(shù)研究[J].鄉(xiāng)村科技，2016，（24）.
我國(guó)水資源相對(duì)來(lái)說(shuō)比較貧乏，所以，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，要了解當(dāng)?shù)氐乃Y源分布情況，合理優(yōu)化水資源配置，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。在建設(shè)高效節(jié)水灌溉工程時(shí)，要特別注意保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，樹(shù)立農(nóng)田水利可持續(xù)發(fā)展的基本建設(shè)思路，促使生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水這樣才能得到合理、科學(xué)地統(tǒng)籌，這就需要相關(guān)部門在建設(shè)水利工程時(shí)要積極進(jìn)行有效的環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境評(píng)估。在水資源的具體分配上，要始終堅(jiān)持對(duì)總量進(jìn)行有效控制，對(duì)配額進(jìn)行有效管理的主要原則，使每一個(gè)用水單位的農(nóng)田灌溉用水量和每一個(gè)灌區(qū)的農(nóng)田灌溉用水量非常明確和具體。并努力讓各用水單位和各灌溉區(qū)進(jìn)行有效的管理，讓他們樹(shù)立節(jié)約用水的意識(shí)，將有限的水資源科學(xué)地運(yùn)用到每一個(gè)最需要利用的地方，實(shí)現(xiàn)高效用水的最終目的，促進(jìn)農(nóng)業(yè)快速、健康和可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。
2建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程
建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程，有利于帶動(dòng)整體水利工程項(xiàng)目建設(shè)的健康發(fā)展。在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，要特別突出高效節(jié)水灌溉的主要特點(diǎn)，對(duì)各項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，實(shí)行農(nóng)業(yè)連片或分區(qū)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的完美結(jié)合，成為現(xiàn)代化的高效節(jié)水灌溉示范工程。這就需要在建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程時(shí)，要進(jìn)行合理、科學(xué)地選址，主要遵循以下比較重要的原則：對(duì)不能進(jìn)行自流灌溉的地面高低不平并且嚴(yán)重缺水的地區(qū)，對(duì)經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，并且種植的農(nóng)作物一般是經(jīng)濟(jì)作物的地區(qū)，對(duì)當(dāng)?shù)馗刹亢腿罕姷乃枷胂鄬?duì)來(lái)說(shuō)比較先進(jìn)、對(duì)高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)積極支持的地區(qū)，對(duì)社會(huì)治安整體狀況較好的地區(qū)等有優(yōu)勢(shì)的地對(duì)進(jìn)行優(yōu)先選擇。在這些地區(qū)建設(shè)高效節(jié)水灌溉示范工程能夠加快建設(shè)速度，提高建設(shè)的整體效果，對(duì)周邊地區(qū)起到積極的帶動(dòng)作用。
3積極引進(jìn)先進(jìn)的高效節(jié)水灌溉技術(shù)
實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水灌溉，技術(shù)是關(guān)鍵。因此，要積極引進(jìn)先進(jìn)的高效節(jié)水灌溉技術(shù)，有效提高高效節(jié)水灌溉效率。要努力加強(qiáng)節(jié)約用水的灌溉工程技術(shù)、灌溉用水資源的優(yōu)化調(diào)配技術(shù)等傳統(tǒng)的高效節(jié)水灌溉技術(shù)，還要積極引入先進(jìn)的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。目前，新型的高效節(jié)水灌溉技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，主要有以下幾種形式：
3.1根據(jù)生物技術(shù)研究而成的比較方便的調(diào)控灌溉技術(shù)
這個(gè)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)農(nóng)作物生理特征的認(rèn)真研究，發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的主要生理周期，讓農(nóng)作物逐步適應(yīng)在特定的生理期內(nèi)進(jìn)行虧水生長(zhǎng)，進(jìn)而控制農(nóng)作物的瘋漲，改良農(nóng)作物的品質(zhì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水和增加經(jīng)濟(jì)效益的最終目的。
3.2利用3S技術(shù)研究而成的高效節(jié)水灌溉技術(shù)
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GPS、地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GIS、遙感技術(shù)，簡(jiǎn)稱RS，也就是通常所說(shuō)的3S技術(shù)，利用這些現(xiàn)代技術(shù)研究而成的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。利用3S技術(shù)，可以對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的各種信息進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，并利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些信息進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過(guò)分析得出農(nóng)作物在某個(gè)階段最適合進(jìn)行灌溉，從而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水的目的。
3.3結(jié)合微電子及信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)和生物學(xué)
將微電子及信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)和生物學(xué)進(jìn)行有效的結(jié)合，建立的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。通過(guò)全程控制植物的生長(zhǎng)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物內(nèi)的水分，以及土壤水分，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的精密分析，實(shí)施變量灌溉，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水的目的。
3.4重視并加強(qiáng)對(duì)高效節(jié)水灌溉工程的管理
這就要求建立健全高效節(jié)水灌溉工程管理制度，村組和鄉(xiāng)鎮(zhèn)協(xié)助進(jìn)行管理，將高效節(jié)水灌溉工程的管理切實(shí)落實(shí)到實(shí)處，落實(shí)到相關(guān)的責(zé)任人。只有這樣，才能使高效節(jié)水灌溉工程發(fā)揮其最大的作用，并促使其長(zhǎng)期發(fā)揮積極作用。
4結(jié)語(yǔ)
1.1節(jié)水新技術(shù)未得到有效推廣
當(dāng)前，對(duì)一些小型農(nóng)田，我國(guó)已經(jīng)投入新型節(jié)水技術(shù)及設(shè)備的使用，并對(duì)其進(jìn)行大力推廣，在一些地區(qū)這些新技術(shù)也取得了顯著的節(jié)水效果。但受多方面因素的影響，這些節(jié)水新技術(shù)并沒(méi)有真正得到有效的推廣，致使節(jié)水灌溉技術(shù)在小型農(nóng)田灌溉過(guò)程中沒(méi)有得到相應(yīng)的節(jié)水效果。加上我國(guó)當(dāng)前的農(nóng)業(yè)發(fā)展部門管理制度還未健全，導(dǎo)致節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田使用中缺乏其相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制。農(nóng)業(yè)人員的思想未達(dá)到技術(shù)層次，使我國(guó)小型農(nóng)田水利節(jié)水措施停滯不前。
1.2投入資金力度不夠
國(guó)家財(cái)政對(duì)農(nóng)田的節(jié)水灌溉措施所投入的資金是有限的。由于很多地區(qū)水利工程建設(shè)相對(duì)較早，到目前為止這些水利工程已經(jīng)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，加上水利工程缺乏相應(yīng)的資金維護(hù)，使原有工程灌溉功能受損，節(jié)水灌溉新技術(shù)不能達(dá)到相應(yīng)的節(jié)水效果，有效灌溉范圍在不斷減小。財(cái)政方面的資金不足或是不加快資金落實(shí)的步伐，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)灌溉工程的發(fā)展受到相當(dāng)大的制約。因此，需要國(guó)家財(cái)政對(duì)有關(guān)水利部門加大資金金額以及加強(qiáng)對(duì)節(jié)水措施的推廣，因地制宜制定當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)的節(jié)水灌溉計(jì)劃，使節(jié)水灌溉工程的經(jīng)濟(jì)效益得到充分的發(fā)揮，小型農(nóng)田節(jié)水措施得到相應(yīng)的改善。
2小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉措施
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展與人口的急劇增加，對(duì)水資源的需求也在不斷加大。雖然我國(guó)水資源極其豐富，但由于近幾年水污染問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重，導(dǎo)致可用的水資源相對(duì)缺乏。我國(guó)身為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的大部分，其他途徑用水量的不斷增加使農(nóng)業(yè)用水量相對(duì)使用不足，導(dǎo)致一些地區(qū)農(nóng)業(yè)處于缺水的狀態(tài)。而且在一些地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水還存在著水資源嚴(yán)重浪費(fèi)的情況。因此，水利工程應(yīng)加大小型農(nóng)田灌溉過(guò)程中對(duì)新型節(jié)水灌溉技術(shù)的使用，使農(nóng)業(yè)有效利用水資源，降低用水量，提高小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉措施。同時(shí)，有關(guān)部門要加強(qiáng)管理，有效地降低投入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展。針對(duì)目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)小型農(nóng)業(yè)水利節(jié)水灌溉有效措施主要有以下四個(gè)方面：
2.1加強(qiáng)噴灌節(jié)水技術(shù)措施
所謂噴灌技術(shù)是使用噴頭將水流變細(xì)的灌溉技術(shù)。在小型農(nóng)田中，常用的噴灌設(shè)備可分為移動(dòng)式噴灌、半移動(dòng)式噴灌以及固定式噴灌三種。其中，移動(dòng)式噴灌設(shè)備的噴射管件及其連接設(shè)備可以直接進(jìn)行移動(dòng)。而半移動(dòng)式噴灌設(shè)備只有噴射系統(tǒng)可以進(jìn)行移動(dòng)。固定式噴灌設(shè)備采用的是整體式水利系統(tǒng)，其密封性較好，但它的整體部件是不能進(jìn)行移動(dòng)的。噴灌技術(shù)的技術(shù)原理是水泵制造水壓差，通過(guò)外接管線進(jìn)行水的輸送，當(dāng)水被輸送到農(nóng)田后，再通過(guò)噴頭將水流變細(xì)，均勻地灑水灌溉農(nóng)田。
2.2加入防滲水渠的研究
據(jù)有關(guān)專家研究，土質(zhì)水渠的滲水率最大限度可以達(dá)到50%。所以，加強(qiáng)水渠的防滲技術(shù)是小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉措施需要進(jìn)行重點(diǎn)研究的。新型的渠道灌溉技術(shù)是將水泥、瀝青、三合土這些防水材料加入到灌溉渠道的建設(shè)中，針對(duì)農(nóng)田灌溉渠道的抗?jié)B性，利用這些材料加以改進(jìn)，不僅可以提高供水效率，還減少了水的損失量。
2.3滴灌的使用
滴灌對(duì)于我國(guó)干旱缺水地區(qū)的農(nóng)田來(lái)說(shuō)，可以達(dá)到非常好的灌溉效果。它利用塑料管道通過(guò)半徑約5毫米毛管上的孔或滴頭把水送到農(nóng)作物的根部，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的局部灌溉。這種滴灌還可以配合施肥一起進(jìn)行，不僅有效地實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田的節(jié)約用水，還提高了農(nóng)田的肥效。對(duì)我國(guó)干旱缺水地區(qū)的小型農(nóng)田來(lái)說(shuō)，這種灌溉方式最為有效。此種灌溉方法既提高了水利用率，又實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物增產(chǎn)的效果。滴灌的使用使得我國(guó)小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉措施得以有效的改善。
2.4采用低壓管灌溉措施
這是采用低壓管道來(lái)取替農(nóng)田明渠，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行輸水灌溉，從而達(dá)到節(jié)水效果的一種有效的灌溉方式。在這種低壓管道中，水的壓力一般要控制在0.2MPa以下，這種低壓管道的承壓能力比較低，在水利工程進(jìn)行施工時(shí)，要采用專門的低壓管，而且這種低壓管的價(jià)格比較低。在小型農(nóng)田中，常用的低壓管有以下四種：塑料硬管、塑料軟管、混凝土管、金屬管。很多發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)田灌溉大多都采用這種低壓管灌溉方式進(jìn)行農(nóng)田的灌溉，這種灌溉方式在我國(guó)華北平原地區(qū)應(yīng)用也極為廣泛。而且，低壓管道在節(jié)水性能方面也很強(qiáng)，水在進(jìn)行運(yùn)送過(guò)程中與其他環(huán)境隔離，減少了運(yùn)輸水的滲漏，有效地防止了水蒸發(fā)，最大限度地減少了運(yùn)輸水的損失。這種低壓管的水渠與敞開(kāi)式鋼化玻璃水槽相比較，節(jié)水性能更強(qiáng)。對(duì)于同等水量，低壓管的水渠能夠更長(zhǎng)效和持久地對(duì)農(nóng)田進(jìn)行供水。對(duì)于傳統(tǒng)的水利輸送管道來(lái)說(shuō)，需要高壓電力的支持。使小型農(nóng)業(yè)用電量加大，提高了小型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。采用這種低壓管灌溉措施進(jìn)行灌溉時(shí)，低壓供水可以將水流變細(xì)，降低農(nóng)田水資源的使用。這種低壓供水灌溉正適于小型農(nóng)田的作物灌溉，因?yàn)槭褂眠@種灌溉方式在進(jìn)行建設(shè)過(guò)程中不需要挖坑，使耕地的面積得到有效的保障。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，它的投資成本較低，可以通過(guò)一次投資來(lái)滿足小型農(nóng)田的灌溉需求，其實(shí)用性和實(shí)效性較為優(yōu)越。
3加強(qiáng)我國(guó)小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉的對(duì)策
3.1加強(qiáng)對(duì)再生水資源的利用
上文提到，我國(guó)的水資源相當(dāng)豐富，只是近年來(lái)水污染比較嚴(yán)重，使得我國(guó)水資源匱乏。然而，我們可以加強(qiáng)再生水在小型農(nóng)田灌溉方面的利用。再生水是經(jīng)過(guò)水質(zhì)處理之后合格的可用于灌溉的生活污水或是工業(yè)廢水。但是，要對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉的再生水，一定要保證其符合農(nóng)田灌溉用水的標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)部門要進(jìn)行嚴(yán)格的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，確保其農(nóng)田用水的灌溉標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，防止污染物對(duì)灌溉農(nóng)作物生長(zhǎng)造成的影響，對(duì)污染物在田地內(nèi)移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行細(xì)致的研究，確保再生水的質(zhì)量不會(huì)對(duì)所灌溉的農(nóng)田產(chǎn)生不良的影響。
3.2加強(qiáng)對(duì)節(jié)水設(shè)備及技術(shù)的研究
目前，我國(guó)在農(nóng)業(yè)中所使用的節(jié)水設(shè)備并未達(dá)到有效的節(jié)水效率，所以，我們還有必要加大對(duì)新節(jié)水設(shè)備研發(fā)的投入，研究出更加有效的節(jié)水設(shè)備，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水設(shè)備的節(jié)水效率和自動(dòng)化技術(shù)，在節(jié)省勞動(dòng)力的同時(shí)提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。同時(shí)，要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)水灌溉農(nóng)具。此外，還要對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展地區(qū)的地形及氣候進(jìn)行分析，并結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行具有針對(duì)性的研究，研發(fā)出符合具有本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的節(jié)水灌溉設(shè)備及節(jié)水技術(shù)。比如：對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)作物的灌溉，可開(kāi)發(fā)一種智能的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析空氣濕度和溫度，既能保證農(nóng)作物產(chǎn)量，又能實(shí)現(xiàn)小型農(nóng)田節(jié)水功能。
3.3有關(guān)水利部門要加強(qiáng)管理制度
有關(guān)水利部門加強(qiáng)管理制度的目的是希望用最少的灌溉水獲取最大的灌溉效益，這樣不僅節(jié)省了國(guó)家的水資源，又降低了農(nóng)作物的成本。所以，有關(guān)部門要建立嚴(yán)格有效的節(jié)水管理的制度，并加強(qiáng)農(nóng)業(yè)管理水平。農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉制度的內(nèi)容應(yīng)包含農(nóng)作物育種時(shí)期和生產(chǎn)期以及在生產(chǎn)期對(duì)農(nóng)作物的灌溉時(shí)間、次數(shù)、周期等進(jìn)行嚴(yán)格的管理規(guī)定。對(duì)于不同的農(nóng)作物，要進(jìn)行合理的分類管理，針對(duì)一些耗水量大的農(nóng)作物，必須加大其灌溉力度，對(duì)這些農(nóng)作物的耗水量進(jìn)行仔細(xì)的研究，找到科學(xué)有效的合理灌溉方式，并在此基礎(chǔ)上對(duì)不同的農(nóng)作物制定出不同的灌溉節(jié)水方案。同時(shí)，加強(qiáng)氣象、水溫等管理，保證達(dá)到高效率的節(jié)水灌溉目的。有關(guān)水利部門一定要提高管理水平，保證當(dāng)?shù)匦⌒娃r(nóng)田實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)水灌溉能力。
3.4加大資金投入，促進(jìn)小型農(nóng)田體制改革
我國(guó)農(nóng)業(yè)水利工程的資金投入來(lái)源大多是靠國(guó)家的補(bǔ)助建設(shè)或是通過(guò)集體出資或者農(nóng)民籌資所獲得的。就目前來(lái)說(shuō)，對(duì)于農(nóng)業(yè)水利工程而言，國(guó)家補(bǔ)助資金還是不能夠滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需要，很多農(nóng)業(yè)地區(qū)還不富裕，無(wú)法出資建設(shè)新型農(nóng)業(yè)節(jié)水工程。相關(guān)的水利設(shè)備不夠先進(jìn)，無(wú)法達(dá)到節(jié)水功能。因此，國(guó)家相關(guān)部門應(yīng)該對(duì)水利工程加大投入資金，并促進(jìn)小型農(nóng)田水利體制的改革，使我國(guó)小型農(nóng)田節(jié)水措施得以完善發(fā)展。
4結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】精量灌溉；自動(dòng)化控制系統(tǒng)；土壤濕度傳感器
0．引言
在水資源匱乏的今天，灌溉水的浪費(fèi)讓我國(guó)許多地區(qū)農(nóng)作物因得不到必需的灌溉而產(chǎn)量大減也使得水資源壓力日趨上升。所以，設(shè)計(jì)一套合理有效的灌溉自動(dòng)化控制方案對(duì)我國(guó)節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，提高作物產(chǎn)量有著至關(guān)重要的意義。本部分對(duì)農(nóng)田灌溉自動(dòng)化控制技術(shù)方面的研究進(jìn)行了綜述，以求通過(guò)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究得到啟示。
1．影響精量灌溉的控制因子
土壤類型的不同和玉米生長(zhǎng)各個(gè)階段所需的灌水量是影響玉米精量灌溉的兩個(gè)主要控制因素。通過(guò)對(duì)控制因素的試驗(yàn)研究，找出更合理的控制方法，為玉米精量灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供所需數(shù)據(jù)。
2．玉米精量灌溉控制系統(tǒng)的硬件組成
2.1系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及功能
玉米精量灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由土壤水分檢測(cè)系統(tǒng)、灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、按鍵顯示系統(tǒng)、電磁閥及相關(guān)部件組成。
土壤水分檢測(cè)系統(tǒng)主要是土壤水分傳感器對(duì)玉米土壤含水率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將采集到的數(shù)據(jù)反饋給灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)則是根據(jù)土壤水分傳感器傳回來(lái)的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，分析。如果土壤水分含量低于預(yù)設(shè)閥值下限則向單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出開(kāi)啟閥門，灌水的指令。反之，當(dāng)土壤水分含量高于預(yù)設(shè)閾值上限時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向單片機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)閉電磁閥的指令，停止灌水，實(shí)現(xiàn)精量灌溉的自動(dòng)運(yùn)行。按鍵顯示系統(tǒng)的功能主要是操作人員可以通過(guò)鍵盤向系統(tǒng)輸入玉米生育期各個(gè)階段不同的灌水量，從而改變不同階段預(yù)設(shè)的閥值，系統(tǒng)將自動(dòng)控制灌溉水量，并顯示玉米土壤環(huán)境和時(shí)間日期。
2.2 土壤水分檢測(cè)系統(tǒng)的組成
土壤水分含量的采集部分采用數(shù)字式溫濕度傳感器AM2301. AM2301在濕度0-100%RH范圍內(nèi)精度是3%RH。其優(yōu)點(diǎn)是輸出的是數(shù)字量，可以減少外界對(duì)采集信號(hào)的干擾，并直接送到單片機(jī)進(jìn)行處理，不需要AD/轉(zhuǎn)換，電路簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)處理方便， 單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。
2.3 灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的組成
玉米精量灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)采用的是STC89C52型單片機(jī)。STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼。
STC89C52單片機(jī)具有40條引腳，引腳說(shuō)明如下：
VCC（40引腳）：電源電壓 正常接+5V電源。
VSS（20引腳）：接地。
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引腳）：P0口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載，對(duì)端口P0寫入“1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。
RST（9引腳）：復(fù)位輸入，高電平有效，在此引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，將使單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位。
ALE/PROG（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在非訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器期間，AEL仍以振蕩頻率的1/6固定速率輸出因而它能用作外部時(shí)鐘或定時(shí)用。但在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存取間，則以1/12的振蕩頻率輸出ALE脈沖，這個(gè)引腳也是EZPRMO編程時(shí)的編程脈沖輸入端（PROG）。
2.4土壤水分控制采集電路原理
本設(shè)計(jì)采用AM2301濕度傳感器，通過(guò)單片機(jī)P1口的高四位和AM2301連接進(jìn)行土壤濕度采集。三端穩(wěn)壓芯片78N05將12V直流電源穩(wěn)壓成5V，提供給單片機(jī)系統(tǒng)使用。數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)端口p1.0控制串行通信芯片傳給以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。單片機(jī)的時(shí)鐘電路是由一個(gè)12M的晶振和兩個(gè)30M的電容組成，它們決定了單片機(jī)的工作時(shí)間精度為1WS。復(fù)位電路由10UF的電容，1K和8.2K的電阻組成。
2.5 按鍵顯示系統(tǒng)
共設(shè)有14個(gè)鍵，其中功能鍵4個(gè)分別為置天數(shù)鍵，，時(shí)間顯示鍵，確認(rèn)鍵及取消鍵，還有10個(gè)數(shù)字鍵。K與外中斷“0”連接，當(dāng)有鍵按下時(shí)，CPU響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。DATA與單片機(jī)相連，用于串行傳送數(shù)據(jù)。
3．系統(tǒng)的軟件組成
本系統(tǒng)軟件由灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)和按鍵、顯示系統(tǒng)兩部分組成。灌溉監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)由主程序模塊、通信程序模塊和水分?jǐn)?shù)據(jù)采集模塊構(gòu)成。按鍵、顯示系統(tǒng)由主程序模塊、通信程序模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、按鍵顯示模塊和存儲(chǔ)程序模塊構(gòu)成。
玉米精量灌溉自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件具有采集、顯示數(shù)據(jù)，編輯、修改控制閥值等功能，是以控制器為核心的系統(tǒng)優(yōu)化。根據(jù)土壤類型以及玉米生長(zhǎng)各時(shí)期對(duì)水分的需求，選擇相應(yīng)的狀態(tài)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水分含量，適時(shí)給予水分補(bǔ)給。
4．結(jié)論
通過(guò)對(duì)玉米精量灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研究，能夠精確感知土壤含水率，自動(dòng)控制玉米灌溉，達(dá)到節(jié)約水資源的目的。并根據(jù)玉米生育期各階段灌水量的要求預(yù)設(shè)電磁閥閾值，控制灌水量，自動(dòng)、精確地滿足玉米的生長(zhǎng)發(fā)育需求，提高玉米產(chǎn)量。合理的硬件選擇也會(huì)降低成本節(jié)省人力資源?！科]
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【關(guān)鍵詞】節(jié)水農(nóng)業(yè)；灌溉；計(jì)算機(jī)；應(yīng)用
我國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家，走節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展之路是必然選擇。所謂節(jié)水農(nóng)業(yè)（Water-Saving Agriculture），是指在水資源有限的情況下，根據(jù)不同作物的需水規(guī)律，運(yùn)用各種先進(jìn)的技術(shù)和措施，節(jié)約并高效率利用灌溉水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，其最終目的是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及生態(tài)效益的最大化。隨著信息技術(shù)的超速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)在節(jié)水農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越深入，并成為了未來(lái)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向和趨勢(shì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的節(jié)水型智能灌溉，科學(xué)、合理、高效地利用水資源，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，達(dá)到農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用和管理之目的，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)和自然生態(tài)的和諧相處。
1.我國(guó)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的背景及意義
雖然我國(guó)水資源總量豐富，但由于人口基數(shù)大，人均占有量嚴(yán)重貧乏，并且我國(guó)水資源的空間分布極不平衡，呈現(xiàn)“南多北少，東多西少，西北尤其缺”狀況。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)淡水資源總量約為2.8×104億立方米，占全球總量的6%，居所有國(guó)家的第4位，僅次于巴西、俄羅斯、加拿大，但人均淡水資源占有量?jī)H2 250立方米，約為世界平均水平的25%，是全球人均淡水資源占有量最貧乏的十三個(gè)國(guó)家之一。隨著人口的不斷增加，預(yù)計(jì)到2030年我國(guó)的人均淡水資源量將降至1 760 立方米，接近國(guó)際公認(rèn)的嚴(yán)重缺水警戒線（人均淡水資源量1 700立方米），形勢(shì)不容樂(lè)觀。
水是農(nóng)業(yè)的命脈，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水總量為4.0×103億立方米，占全國(guó)總用水量的70％左右，而灌溉用水量占到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量的絕大部分（約為90％）。長(zhǎng)期以來(lái)，受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作模式和生產(chǎn)水平限制，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水存在浪費(fèi)嚴(yán)重現(xiàn)象，利用率僅為45%，遠(yuǎn)低于農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平（70%～80%），特別是近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遭遇的嚴(yán)重干旱給我們敲響了警鐘，例如在2010年年初，我國(guó)四川、廣西、云南、貴州和重慶西南五省市地區(qū)遭遇嚴(yán)重干旱，部分旱區(qū)旱情持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，耕地受旱面積達(dá)1.11億畝，農(nóng)作物絕收面積超過(guò)110萬(wàn)公頃，經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)350億元。因此，為了應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)重的水資源短缺現(xiàn)狀，必須改變現(xiàn)有的浪費(fèi)嚴(yán)重的用水方式，大力發(fā)展抗旱節(jié)水新技術(shù)，走節(jié)水農(nóng)業(yè)之路，使有限的水資源發(fā)揮出了最大的效益，這對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)水資源短缺的農(nóng)業(yè)大國(guó)尤為重要，是保證我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
2.計(jì)算機(jī)在節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用
2.1數(shù)據(jù)采集與分析
以計(jì)算機(jī)為工具，建立農(nóng)田水資源利用的決策支持系統(tǒng)（Decision Support Systems，DSS），提高節(jié)水農(nóng)業(yè)決策的科學(xué)化，它是實(shí)現(xiàn)處方農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)的核心。所謂DSS是指通過(guò)決策科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)和數(shù)據(jù)、模型，以人機(jī)交互方式輔助決策者進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，節(jié)水灌溉系統(tǒng)是一個(gè)典型的DSS能解決的問(wèn)題，通過(guò)模擬作物的產(chǎn)量和需水過(guò)程的關(guān)系，預(yù)測(cè)農(nóng)田土壤鹽分及水分脅迫對(duì)產(chǎn)量的影響，制定農(nóng)田科學(xué)的灌溉措施，實(shí)現(xiàn)適時(shí)適量的精確灌溉，降低灌溉用水量，提高水資源利用效率，達(dá)到節(jié)約和高效利用水資源之目的。農(nóng)田灌溉DSS以支持模型運(yùn)算必需的各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)和反映不同地區(qū)自然生態(tài)條件等作物栽培和用水管理經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及具有知識(shí)推理機(jī)制的專家知識(shí)庫(kù)作為基本信息支撐，通過(guò)總控程序構(gòu)筑灌溉用水決策支持系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，輔以友好的人機(jī)界面和人機(jī)對(duì)話過(guò)程，有效地實(shí)現(xiàn)了信息查詢、用水管理和系統(tǒng)控制等主要操作功能。
2.2地下滴灌
地下滴灌技術(shù)(Subsurface Drip Irrigation，SDI)是指通過(guò)地埋毛管上的灌水器將農(nóng)作物所需要的水、肥、藥以均勻、緩慢、準(zhǔn)確地滲入到作物根部的新型灌溉技術(shù)，尤其適合我國(guó)干旱的西北地區(qū)。地下滴灌具有顯著的節(jié)水優(yōu)勢(shì)（采用地下滴灌方式水的利用率可達(dá)95% 以上），且有利于作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及改善土壤環(huán)境等多方面優(yōu)點(diǎn)。采用計(jì)算機(jī)灌溉系統(tǒng)，可以自動(dòng)控制地下滴灌作業(yè)，主要是采用ADI壓力補(bǔ)償管理作業(yè)。該技術(shù)已被許多農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家所應(yīng)用，其主要設(shè)備ADI壓力補(bǔ)償?shù)喂喙懿捎玫晤^雙入口、寬流道、梯形迷宮式結(jié)構(gòu)以降低水流壓力，并與上部的彈性片配合調(diào)整流道的寬度，從而達(dá)到穩(wěn)定出水口流量的目的，對(duì)提高節(jié)水效率非常明顯。
2.3智能化灌溉管理
智能化灌溉管理是通過(guò)配備先進(jìn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣候的準(zhǔn)確測(cè)量，自動(dòng)確定是否需要進(jìn)行灌溉，或由此確定何時(shí)進(jìn)行灌溉等，自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控，實(shí)施灌溉作業(yè)。該系統(tǒng)完全依靠計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作和執(zhí)行的，無(wú)需人為干涉，最大程度地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備得到的數(shù)據(jù)可以自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉灌溉程序，如通過(guò)雨量計(jì)得到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)確定灌溉水量，通過(guò)土壤濕度計(jì)確定灌溉的深度。操作人員可以通過(guò)電話或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、查看、獲得并控制正在發(fā)生的一切灌溉數(shù)據(jù)和動(dòng)作，系統(tǒng)自動(dòng)紀(jì)錄所有發(fā)生過(guò)的事件的詳細(xì)數(shù)據(jù)。操作人員和管理者根據(jù)過(guò)去發(fā)生的紀(jì)錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，做出相應(yīng)的調(diào)整和決策，真正達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)化和科學(xué)化。
2.4自動(dòng)化灌溉控制
自動(dòng)化的灌溉控制技術(shù)是指在無(wú)人干預(yù)的情況下，通過(guò)由計(jì)算機(jī)控制的中央灌溉管理系統(tǒng)，根據(jù)地塊和作物的要求適時(shí)、適量進(jìn)行自動(dòng)灌溉的技術(shù)。這種自動(dòng)化灌溉管理系統(tǒng)可通過(guò)反映作物需水的某些參量，預(yù)先編制好灌溉程序軟件，灌溉機(jī)械自動(dòng)地按照程序指令，按規(guī)定時(shí)間、不同地塊要求，提供不同的灌溉水量。該系統(tǒng)加上遙控裝置后，能夠儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程灌溉控制和管理。■
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水資源緊缺已成為嚴(yán)重制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。農(nóng)業(yè)是我國(guó)的用水大戶，用水總量4000億m3，占全國(guó)總用水量的70%，其中農(nóng)田灌溉用水量3600-3800億m3，占農(nóng)業(yè)用水量的90%-95%。農(nóng)業(yè)用水中的浪費(fèi)現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，首先是農(nóng)田灌溉水的利用率低，平均僅為45%左右；其次是農(nóng)田對(duì)自然降水的利用率低，僅達(dá)到56%；最后是農(nóng)業(yè)用水的效率不高，其中農(nóng)田灌溉水的利用效率僅有1.0kg/m3左右，旱地農(nóng)田水分的利用效率為0.60-0.75kg/m3。根據(jù)權(quán)威部門的預(yù)測(cè)結(jié)果，在不增加現(xiàn)有農(nóng)田灌溉用水量的情況下，2030年全國(guó)缺水高達(dá)1300-2600億m3，其中農(nóng)業(yè)缺水500-700億m3。若將農(nóng)田灌溉水的利用率由目前的45%提高到發(fā)達(dá)國(guó)家的水平70%，則可節(jié)水900-950億m3，如同時(shí)提高水的利用效率，農(nóng)業(yè)節(jié)水后不僅可滿足7億t左右的食物生產(chǎn)用水，還能節(jié)約出400-500億m3的水量用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他重要行業(yè)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)未來(lái)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和社會(huì)安全穩(wěn)定作出重大貢獻(xiàn)。
農(nóng)業(yè)節(jié)水不僅是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所要求的，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)資源，尤其是水資源短缺、水土資源配置失衡等嚴(yán)峻形勢(shì)所決定的。農(nóng)業(yè)節(jié)水對(duì)保障國(guó)家水安全、糧食安全和生態(tài)安全，推動(dòng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略地位和作用。我國(guó)農(nóng)業(yè)缺水的問(wèn)題在很大程度上要依靠節(jié)水予以解決，加強(qiáng)對(duì)我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究，以科技創(chuàng)新促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展，建立與完善適合我國(guó)國(guó)情的現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，將成為促進(jìn)我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措之一
1現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究進(jìn)展
隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國(guó)，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家都把發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。發(fā)達(dá)國(guó)家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，把提高灌溉（降）水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點(diǎn)和主要目標(biāo)。在研究節(jié)水農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)上，將生物、信息、計(jì)算機(jī)、高分子材料等高新技術(shù)與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)相結(jié)合，提升節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的高科技含量，建立適合國(guó)情的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，加快由傳統(tǒng)的粗放農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。
世界各國(guó)采用的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)通?？蓺w納為工程節(jié)水技術(shù)、農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)、生物（生理）節(jié)水技術(shù)和水管理節(jié)水技術(shù)等四類。節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用可大致分布在四個(gè)基本環(huán)節(jié)中:
一是減少灌溉渠系（管道）輸水過(guò)程中的水量蒸發(fā)與滲漏損失，提高農(nóng)田灌溉水的利用率；
二是減少田間灌溉過(guò)程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質(zhì)量的同時(shí)減少單位灌溉面積的用水量；
三是減少農(nóng)田土壤的水分蒸發(fā)損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；
四是提高作物水分生產(chǎn)效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產(chǎn)量和用水效益。節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家始終把提高上述環(huán)節(jié)中的灌溉（降）水利用率和作物水分生產(chǎn)效率作為重點(diǎn)，在建立了以高標(biāo)準(zhǔn)的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統(tǒng)和采用了以噴（微）灌技術(shù)和改進(jìn)的地面灌技術(shù)為主的先進(jìn)的田間灌水技術(shù)后，節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究重點(diǎn)正從工程節(jié)水向農(nóng)藝節(jié)水、生物（生理）節(jié)水、水管理節(jié)水等方向傾斜，尤其重視農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的密切結(jié)合。
1．1農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)
利用耕作覆蓋措施和化學(xué)制劑調(diào)控農(nóng)田水分狀況、蓄水保墑是提高農(nóng)田水利用率和作物水分生產(chǎn)效率的有效途徑。國(guó)內(nèi)外已提出許多行之有效的技術(shù)和方法，如保護(hù)性耕作技術(shù)、田間覆蓋技術(shù)、節(jié)水生化制劑（保水劑、吸水劑、種衣劑）和旱地專用肥等技術(shù)和產(chǎn)品正得到廣泛的應(yīng)用。如美國(guó)中西部大平原由傳統(tǒng)耕作到少耕或免耕，由表層松土覆蓋到作物殘茬秸稈覆蓋，由機(jī)械耕作除草到化學(xué)制劑除草，都顯著提高了農(nóng)田的保土、保肥、保水的效果和農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。法國(guó)、美國(guó)、日本、英國(guó)等開(kāi)發(fā)出抗旱節(jié)水制劑（保水劑、吸水劑）的系列產(chǎn)品，在經(jīng)濟(jì)作物上廣泛使用，取得了良好的節(jié)水增產(chǎn)效果。法國(guó)、美國(guó)等將聚丙烯酰胺（PAM）噴施在土壤表面，起到了抑制農(nóng)田水分蒸發(fā)、防止水土流失、改善土壤結(jié)構(gòu)的明顯效果。美國(guó)利用沙漠植物和淀粉類物質(zhì)成功地合成了生物類的高吸水物質(zhì)，取得了顯著的保水效果。
節(jié)水農(nóng)作制度主要是研究適宜當(dāng)?shù)刈匀粭l件的節(jié)水高效型作物種植結(jié)構(gòu)，提出相應(yīng)的節(jié)水高效間作套種與輪作種植模式。例如，在澳大利亞采用的糧草輪作制度中，實(shí)施豆科牧草與作物輪作會(huì)避免土壤有機(jī)質(zhì)下降，保持土壤基礎(chǔ)肥力，提高土壤蓄水保墑能力。
在抗旱節(jié)水作物品種的選育方面，發(fā)達(dá)國(guó)家已選育出一系列的抗旱、節(jié)水、優(yōu)質(zhì)的作物品種。如澳大利亞和以色列的小麥品種、以色列和美國(guó)的棉花品種、加拿大的牧草品種、以色列和西班牙的水果品種等。這些品種不僅具備節(jié)水抗旱性能，還具有穩(wěn)定的產(chǎn)量性狀和優(yōu)良的品質(zhì)特性。特別是近年來(lái)，在植物抗旱基因的挖掘和分離、水分高效利用相關(guān)的基因定位以及分子輔助標(biāo)記技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因聚合技術(shù)等在抗旱節(jié)水作物品種的選育上取得了一些極富開(kāi)發(fā)潛力的成果。
近年來(lái)，水肥耦合高效利用技術(shù)的研究已將提高水分養(yǎng)分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根區(qū)濕潤(rùn)方式和范圍等與水分養(yǎng)分的有效性、根系的吸收功能調(diào)節(jié)等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。通過(guò)改變灌水方式、灌溉制度和作物根區(qū)的濕潤(rùn)方式達(dá)到有效調(diào)節(jié)根區(qū)水分養(yǎng)分的有效性和根系微生態(tài)系統(tǒng)的目的，從而最大限度地提高水分養(yǎng)分耦合的利用效率。美國(guó)、以色列等國(guó)家將作物水分養(yǎng)分的需求規(guī)律和農(nóng)田水分養(yǎng)分的實(shí)時(shí)狀況相結(jié)合，利用自控的滴灌系統(tǒng)向作物同步精確供給水分和養(yǎng)分，既提高了水分和養(yǎng)分的利用率，最大限度地降低了水分養(yǎng)分的流失和污染的危險(xiǎn)，也優(yōu)化了水肥耦合關(guān)系，從而提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
1．2生物（生理）節(jié)水技術(shù)
將作物水分生理調(diào)控機(jī)制與作物高效用水技術(shù)緊密結(jié)合開(kāi)發(fā)出諸如調(diào)虧灌溉（RDI）、分根區(qū)交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理節(jié)水技術(shù)，可明顯地提高作物和果樹(shù)的水分利用效率。與傳統(tǒng)灌水方法追求田間作物根系活動(dòng)層的充分和均勻濕潤(rùn)的想法不同，ARDI和PRD技術(shù)強(qiáng)調(diào)在土壤垂直剖面或水平面的某個(gè)區(qū)域保持土壤干燥，僅讓一部分土壤區(qū)域灌水濕潤(rùn)，交替控制部分根系區(qū)域干燥、部分根系區(qū)域濕潤(rùn)，以利于使不同區(qū)域的根系交替經(jīng)受一定程度的水分脅迫鍛煉，刺激根系的吸收補(bǔ)償功能，使根源信號(hào)ABA向上傳輸至葉片，調(diào)節(jié)氣孔保持在適宜的開(kāi)度，達(dá)到不犧牲作物光合物質(zhì)積累而又大量減少其奢侈的蒸騰耗水的目的，與此同時(shí)，還可減少作物棵間的土壤濕潤(rùn)面積，降低棵間蒸發(fā)損失和因水分從濕潤(rùn)區(qū)向干燥區(qū)側(cè)向運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的深層滲漏損失。RDI是基于作物生理生化過(guò)程受遺傳特性或生長(zhǎng)激素的影響，在作物生長(zhǎng)發(fā)育的某些階段主動(dòng)施加一定的水分脅迫（即人為地讓作物經(jīng)受適度的缺水鍛煉）來(lái)影響其光合產(chǎn)物向不同組織器官的分配，進(jìn)而提高其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量而舍棄營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)量及有機(jī)合成物的總量。因營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)減少還可提高作物的種植密度，提高總產(chǎn)量，減少棉花、果樹(shù)等作物的剪枝工作量，改善產(chǎn)品品質(zhì)。國(guó)際上有關(guān)調(diào)虧灌溉的研究主要是針對(duì)果樹(shù)和西紅柿等蔬菜作物，對(duì)大田作物的研究較少。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)展了對(duì)作物需水量計(jì)算方法的大量研究，但這些研究大多以單點(diǎn)的和單一作物的耗水估算為主，在此基礎(chǔ)上采用插值法和面積加權(quán)平均法確定的區(qū)域作物耗水量的精度會(huì)受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點(diǎn)是將單點(diǎn)的單一作物耗水估算模型的研究擴(kuò)展到區(qū)域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上，根據(jù)作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最優(yōu)分配到作物的不同生育期內(nèi)，為研究適合不同地區(qū)的非充分灌溉制度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支撐。隨著遙感技術(shù)的應(yīng)用使得采用能量平衡法估算區(qū)域作物耗水量成為可能，通過(guò)遙感獲得的作物冠層溫度來(lái)估算區(qū)域耗水量分布的研究變得十分活躍，并在一些發(fā)達(dá)國(guó)家得到了一定的應(yīng)用。
1．3水管理節(jié)水技術(shù)
為實(shí)現(xiàn)灌溉用水管理手段的現(xiàn)代化與自動(dòng)化，滿足對(duì)灌溉系統(tǒng)管理的靈活、準(zhǔn)確和快捷的要求，發(fā)達(dá)國(guó)家的灌溉水管理技術(shù)正趨朝著信息化、自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。在減少灌溉輸水調(diào)蓄工程的數(shù)量、降低工程造價(jià)費(fèi)用的同時(shí)，既滿足用戶的需求，又有效地減少棄水，提高灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行性能與效率。
建立灌區(qū)用水決策支持系統(tǒng)來(lái)模擬作物產(chǎn)量和作物需水過(guò)程，預(yù)測(cè)農(nóng)田土壤鹽份及水分脅迫對(duì)產(chǎn)量的影響，基于Internet技術(shù)和RS、GIS、GPS等技術(shù)完成信息的采集交換與傳輸，根據(jù)實(shí)時(shí)灌溉預(yù)報(bào)模型，為用戶提供不同類型灌區(qū)的動(dòng)態(tài)配水計(jì)劃，達(dá)到優(yōu)化配置灌溉用水的目標(biāo)。為適應(yīng)灌區(qū)用水靈活多變的特點(diǎn)，做到適時(shí)、適量地供水，需對(duì)灌溉輸配水系統(tǒng)的運(yùn)行模式和相應(yīng)的自控技術(shù)開(kāi)展研究。目前，國(guó)外多采用基于下游控制模式的自控運(yùn)行方式，利用中央自動(dòng)監(jiān)控（即遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)）系統(tǒng)對(duì)大型供水渠道進(jìn)行自動(dòng)化管理，開(kāi)展灌區(qū)輸配水系統(tǒng)的自控技術(shù)研究。在明渠自控系統(tǒng)運(yùn)行軟件方面，著重開(kāi)展對(duì)供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度計(jì)劃的研究，采用明渠非恒定流計(jì)算機(jī)模擬方法結(jié)合閘門運(yùn)行規(guī)律編制系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)控制軟件。
美國(guó)、澳大利亞等國(guó)已大量使用熱脈沖技術(shù)測(cè)定作物莖桿的液流和蒸騰，用于監(jiān)測(cè)作物水分狀態(tài)，并提出土壤墑情監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)的理論和方法，將空間信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)用于監(jiān)測(cè)土壤墑情。根據(jù)土壤和作物水分狀態(tài)開(kāi)展的實(shí)時(shí)灌溉預(yù)報(bào)的研究進(jìn)展也很快，一些國(guó)家已提出幾種具有代表性的節(jié)水灌溉預(yù)報(bào)模型。在此基礎(chǔ)開(kāi)展的適合不同地區(qū)的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水條件下灌溉用水管理的基礎(chǔ)，隨著水資源短缺的不斷加劇，其研究在國(guó)內(nèi)外得到普遍重視。
多采用系統(tǒng)分析理論和隨機(jī)優(yōu)化技術(shù)，開(kāi)展灌區(qū)多種水源聯(lián)合利用的研究，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持的智能化配水決策支持系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立起多水源優(yōu)化配置的專家系統(tǒng)，提出不同水源組合條件下的優(yōu)化灌溉與管理模式，合理利用和配置灌區(qū)的地表水、地下水和土壤水，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理。在最大限度地滿足作物對(duì)水分需求的同時(shí)，改善灌區(qū)的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境條件。
1．4工程節(jié)水技術(shù)
隨著現(xiàn)代化規(guī)模經(jīng)營(yíng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，由傳統(tǒng)的地面灌溉技術(shù)向現(xiàn)代地面灌溉技術(shù)的轉(zhuǎn)變是大勢(shì)所趨。在采用高精度的土地平整技術(shù)基礎(chǔ)上，采用水平畦田灌和波涌灌等先進(jìn)的地面灌溉方法無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志之一。精細(xì)地面灌溉方法的應(yīng)用可明顯改進(jìn)地面畦（溝）灌溉系統(tǒng)的性能，具有節(jié)水、增產(chǎn)的顯著效益。激光控制土地精細(xì)平整技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的土地平整技術(shù)，國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用結(jié)果表明，高精度的土地平整可使灌溉均勻度達(dá)到80%以上，田間灌水效率達(dá)到70%-80%，是改進(jìn)地面灌溉質(zhì)量的有效措施。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在采用地面灌溉實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)模型對(duì)地面灌溉全過(guò)程進(jìn)行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應(yīng)用地面灌溉控制參數(shù)反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性，獲得最佳的灌水控制參數(shù)，有效地提高地面灌溉技術(shù)的評(píng)價(jià)精度和制定地面灌溉實(shí)施方案的準(zhǔn)確性。
除地面灌溉技術(shù)外，發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視對(duì)噴、微灌技術(shù)的研究和應(yīng)用。微灌技術(shù)是所有田間灌水技術(shù)中能夠做到對(duì)作物進(jìn)行精量灌溉的高效方法之一。美國(guó)、以色列、澳大利亞等國(guó)家特別重視微灌系統(tǒng)的配套性、可靠性和先進(jìn)性的研究，將計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、自控技術(shù)、先進(jìn)的制造成模工藝技術(shù)相結(jié)合開(kāi)發(fā)高水力性能的微灌系列新產(chǎn)品、微灌系統(tǒng)施肥裝置和過(guò)濾器。噴頭是影響噴灌技術(shù)灌水質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家一直致力于噴頭的改進(jìn)及研究開(kāi)發(fā)，其發(fā)展趨勢(shì)是向多功能、節(jié)能、低壓等綜合方向發(fā)展。如美國(guó)先后開(kāi)發(fā)出不同搖臂形式、不同仰角及適用于不同目的的多功能噴頭，具有防風(fēng)、多功能利用、低壓工作的顯著特點(diǎn)。
為減少來(lái)自農(nóng)田輸水系統(tǒng)的水量損失，許多國(guó)家已實(shí)現(xiàn)灌溉輸水系統(tǒng)的管網(wǎng)化和施工手段上的機(jī)械化。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外將高分子材料應(yīng)用在渠道防滲方面，開(kāi)發(fā)出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復(fù)合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復(fù)合襯砌工程結(jié)構(gòu)形式。如已在德國(guó)、美國(guó)應(yīng)用的新型土工復(fù)合材料GCLS就具有防滲性能好、抗穿刺能力強(qiáng)的明顯特點(diǎn)。此外，管道輸水技術(shù)因成本低、節(jié)水明顯、管理方便等特點(diǎn)，已作為許多國(guó)家開(kāi)展灌區(qū)節(jié)水改造的必要措施，開(kāi)展渠道和管網(wǎng)相結(jié)合的高效輸水技術(shù)研究和大口徑復(fù)合管材的研制是渠灌區(qū)發(fā)展輸水灌溉中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
2現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)是在傳統(tǒng)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)中融入了生物、計(jì)算機(jī)模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術(shù)，具有多學(xué)科相互交叉、各種單項(xiàng)技術(shù)互相滲透的明顯特征。現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)涉及的既不是簡(jiǎn)單的工程節(jié)水和水管理節(jié)水問(wèn)題，也不是簡(jiǎn)單的農(nóng)藝節(jié)水和生物節(jié)水問(wèn)題。從支撐現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)理論而言，需將水利工程學(xué)、土壤學(xué)、作物學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料學(xué)、數(shù)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科有機(jī)地結(jié)合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物質(zhì)量－經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化循環(huán)過(guò)程作為研究主線，從水分調(diào)控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發(fā)，探索提高各個(gè)環(huán)節(jié)中水的轉(zhuǎn)化效率與生產(chǎn)效率的機(jī)理。另一方面，現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)又需要生物、水利、農(nóng)藝、材料、信息、計(jì)算機(jī)、化工等多方面的技術(shù)支持，來(lái)建立適合國(guó)情的技術(shù)體系。
隨著20世紀(jì)中葉以來(lái)科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)的重大突破，節(jié)水農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中大量借助于土壤水動(dòng)力學(xué)、植物生理學(xué)的理論和現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法及計(jì)算模擬手段，試圖從整體上來(lái)考慮水-土-作物-大氣間的互動(dòng)作用與關(guān)系，定量描述土壤-植物-大氣連續(xù)體中水分和養(yǎng)分運(yùn)移的轉(zhuǎn)化過(guò)程，據(jù)此制定科學(xué)的水、肥調(diào)控方案，這使得對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)的研究已由以往單純的統(tǒng)計(jì)或?qū)嶒?yàn)性質(zhì)變?yōu)橐婚T有著較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ)與定量方法的科學(xué)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、電于信息技術(shù)、紅外遙感技術(shù)以及其它技術(shù)的應(yīng)用，使得在土壤水分動(dòng)態(tài)、土壤水鹽動(dòng)態(tài)、水沙動(dòng)態(tài)、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、采集和處理手段得到長(zhǎng)足發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)用水管理水平的提高，而高分子復(fù)合材料和納米材料的研制創(chuàng)新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術(shù)上的重大突破。
在提高農(nóng)業(yè)用水的利用率和水的生產(chǎn)效率的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究中，不僅涉及到與土壤-植物-大氣系統(tǒng)中的界面過(guò)程，水分傳輸和系統(tǒng)反饋的機(jī)制，水分調(diào)控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉(zhuǎn)化關(guān)系等相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的前沿技術(shù)，還與利用現(xiàn)代高新技術(shù)對(duì)水資源、土壤水分和作物水分進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)控，根據(jù)作物需水規(guī)律進(jìn)行精量灌溉等關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)。為此，必須以具有學(xué)科交叉性的重大前沿性技術(shù)研究為基礎(chǔ)，研發(fā)與農(nóng)業(yè)節(jié)水相關(guān)的重要關(guān)鍵技術(shù)，探索建立適合國(guó)情的現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。
3我國(guó)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究重點(diǎn)與內(nèi)容
3．1現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)
圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)開(kāi)展原創(chuàng)性研究。通過(guò)對(duì)水－土－植物關(guān)系、干旱條件下植物根信號(hào)傳輸和氣孔反應(yīng)的機(jī)制、干旱脅迫鍛煉對(duì)植物超補(bǔ)償功能的刺激等問(wèn)題的研究，帶來(lái)農(nóng)業(yè)節(jié)水原理與技術(shù)的創(chuàng)新，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)新思路的問(wèn)世和源頭高技術(shù)的產(chǎn)生，為我國(guó)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)儲(chǔ)備。
作物高效用水與生理調(diào)控技術(shù)：
（1）研究主要作物節(jié)水條件下產(chǎn)量形成及可視化的生產(chǎn)模型，獲得維持農(nóng)作物較高水分生產(chǎn)效率的生理和生態(tài)學(xué)過(guò)程參數(shù)，提出農(nóng)作物根系微生態(tài)系統(tǒng)水分吸收功能調(diào)控模型和水分利用整體超補(bǔ)償功能環(huán)境反應(yīng)模型；
（2）研究不同生態(tài)區(qū)域內(nèi)主要農(nóng)作物(小麥、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉條件下的需水量季節(jié)分布和計(jì)算模式和不同節(jié)水灌溉技術(shù)條件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生產(chǎn)函數(shù)與有限水量條件下的非充分灌溉制度，得到不同節(jié)水灌溉方式下實(shí)施非充分灌溉制度的技術(shù)；
（3）研究主要農(nóng)作物(小麥、玉米、棉花、水稻、果樹(shù))調(diào)虧灌溉的指標(biāo)體系(最佳凋虧階段和調(diào)虧程度)，提出不同養(yǎng)分水平或施肥條件下調(diào)虧灌溉的模式及相應(yīng)的指標(biāo)，獲得作物調(diào)虧灌溉的田間實(shí)施技術(shù)；
（4）研究主要農(nóng)作物(小麥、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指標(biāo)體系，提出不同養(yǎng)分水平或施肥條件下控制性分根交替灌溉的模式及相應(yīng)參數(shù)，獲得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技術(shù)要素最優(yōu)組合設(shè)計(jì)方法及的田間實(shí)施技術(shù)；
作物需水信息采集與精量控制灌溉技術(shù)：
（1）研究作物對(duì)水分虧缺信息的感受、傳遞與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程，建立作物水分信號(hào)診斷指標(biāo)體系，獲得利用作物莖桿變形測(cè)量診斷作物缺水狀況的新技術(shù)與新產(chǎn)品；
（2）研究作物水分區(qū)域分布監(jiān)測(cè)技術(shù)和作物蒸騰過(guò)程快速監(jiān)測(cè)技術(shù)，提出區(qū)域土壤水分空間變異性與最佳動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方式和區(qū)域土壤墑情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，獲得土壤水分動(dòng)態(tài)快速測(cè)定與預(yù)報(bào)技術(shù)及新產(chǎn)品；
（3）以土壤墑情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、作物水分動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息與作物生長(zhǎng)信息的結(jié)合為基礎(chǔ)，研究運(yùn)用模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立具有監(jiān)測(cè)、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統(tǒng)，研制開(kāi)發(fā)智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預(yù)報(bào)與決策支持軟件。
農(nóng)田水肥調(diào)控利用與節(jié)水高效作物栽培技術(shù)：
（1）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對(duì)象，研究不同區(qū)域、種植制度、地力基礎(chǔ)和水資源狀況下主要作物農(nóng)田養(yǎng)分供應(yīng)與利用模式，提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養(yǎng)分最佳參數(shù)組合；
（2）研究不同灌溉方式下作物根區(qū)水分養(yǎng)分遷移、轉(zhuǎn)化和吸收的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，提出相應(yīng)的作物根際水肥耦合循環(huán)與調(diào)控模型，獲得以提高水肥耦合利用效率為目標(biāo)的田間節(jié)水灌溉技術(shù)參數(shù)的最優(yōu)組合；
（3）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對(duì)象，研究農(nóng)田高效用水的作物群體時(shí)空分布特征，影響農(nóng)田整體抗旱特性和水分利用效率的群體因素和調(diào)控技術(shù)；構(gòu)建主要農(nóng)作物高效用水群體優(yōu)化結(jié)構(gòu)的綜合栽培技術(shù)體系。
3．2現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)
以田間節(jié)水灌溉、灌溉用水管理、農(nóng)藝與化控節(jié)水等為重點(diǎn)，適當(dāng)考慮干旱缺水地區(qū)特殊水源的開(kāi)發(fā)與高效利用，研究現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)制一批新型的農(nóng)業(yè)節(jié)水新產(chǎn)品與新材料，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的提升，為我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水提供適合國(guó)情的實(shí)用性應(yīng)用技術(shù)。
田間節(jié)水灌溉技術(shù)：
（1）研制抗堵、耐用、價(jià)廉的微灌灌水器，開(kāi)發(fā)新型微灌過(guò)濾器、注肥器及系統(tǒng)控制設(shè)備；
（2）研究節(jié)能異形噴嘴噴頭、可調(diào)仰角及可調(diào)霧化程度的噴頭、噴灑區(qū)域?yàn)榫匦蔚膰婎^，開(kāi)發(fā)適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進(jìn)扇形轉(zhuǎn)動(dòng)的搖臂式噴頭，研制新型移動(dòng)式輕小型噴灌機(jī)組和智能控制低壓變量自走式噴灑機(jī)組；
（3）研究土地精平標(biāo)準(zhǔn)與激光控制平地技術(shù)，開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)激光控制平地鏟運(yùn)設(shè)備和相應(yīng)的液壓升降控制系統(tǒng)，提出與激光控制平地技術(shù)實(shí)施相配套的田間灌排工程系統(tǒng)模式，研究地面灌溉技術(shù)控制參數(shù)，開(kāi)發(fā)田間波涌灌溉控制設(shè)備、田間多孔閘管灌溉系統(tǒng)和田間灌溉自動(dòng)控制設(shè)備；
（4）研發(fā)適合家庭規(guī)模的可調(diào)式小型免耕坐水播種技水與設(shè)備，創(chuàng)制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機(jī)。
灌溉系統(tǒng)輸配水監(jiān)控與調(diào)配技術(shù)：
（1）研發(fā)水分損失小、價(jià)廉、精度高、抗干擾性強(qiáng)的渠系量水設(shè)備，研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設(shè)施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的灌區(qū)自動(dòng)化量水二次儀表及設(shè)備、井灌區(qū)計(jì)量與控制用水裝置等；
（2）開(kāi)發(fā)基于局域網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)絡(luò)與RS和GPS技術(shù)相結(jié)合的灌區(qū)動(dòng)態(tài)管理信息采集、傳輸和分析技術(shù)，研究灌溉系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)和動(dòng)態(tài)配水系統(tǒng)下非恒定流模擬仿真技術(shù)和水量與流量的實(shí)時(shí)調(diào)控技術(shù)；
（3）研究灌區(qū)中央控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)和水力自動(dòng)控制技術(shù)，開(kāi)發(fā)灌溉配水系統(tǒng)的閘門控制模式及基于模糊控制方法的靈活方便的控制器。
農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)：
（1）以小麥、玉米等大田作物及林草為重點(diǎn)，應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因、基因聚合技術(shù)結(jié)合常規(guī)育種的方法，創(chuàng)制抗旱節(jié)水型、水分高效利用型的優(yōu)異育種新材料，選育抗旱節(jié)水與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)相結(jié)合型的新品種（組合）；
（2）研究主要生態(tài)區(qū)域節(jié)水高效型的作物種植結(jié)構(gòu)和適合區(qū)域特點(diǎn)的節(jié)水高效間作套種與輪作等種植模式，提出主要種植制度周期內(nèi)農(nóng)田水分高效利用技術(shù)控制要素和集成化參數(shù)，得到節(jié)水型農(nóng)作制度優(yōu)化技術(shù)及其量化指標(biāo)；
（3）以旱地土壤水庫(kù)增容為核心，研究等高種植集雨蓄水保墑技術(shù)和田間集雨栽培技術(shù)、少耕免耕保水保肥技術(shù)、地力培肥有機(jī)旱作技術(shù)、降低田間蒸發(fā)的覆蓋保墑技術(shù)等雨水就地高效利用技術(shù)，提出旱地農(nóng)田節(jié)水抗旱能力的糧草輪作技術(shù)、糧經(jīng)飼作物立體種植高效用水技術(shù)等。
新型農(nóng)業(yè)節(jié)水材料與產(chǎn)品：
（1）研究利用納米技術(shù)改進(jìn)防滲材料的性能，研制新型土壤固化劑、新型復(fù)合土工膜料和填縫材料，鹽漬土和膨脹土等特殊土類渠道的專用防滲材料，開(kāi)發(fā)新型保溫復(fù)合材料和環(huán)保型混凝土補(bǔ)強(qiáng)新材料，創(chuàng)制用于管道輸水的高分子復(fù)合材料大口徑管材和管件；
（2）研發(fā)適合旱區(qū)應(yīng)用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠色環(huán)保型集雨面噴涂材料、生物集雨材料和田間集雨材料等；
（3）篩選具有控制蒸騰功能的外源物質(zhì)，研究植物蒸騰抑制劑，研制具有抗旱節(jié)水、防病殺蟲(chóng)、高效環(huán)保等多種功能的種衣劑，開(kāi)發(fā)以生物材料（藻類、纖維、沙漠植物等）或化學(xué)材料為基質(zhì)的新型保水劑，創(chuàng)制低成本的高效多功能水土保持劑與土壤結(jié)構(gòu)改良劑；
（4）研發(fā)由天然材料和改性天然材料（重點(diǎn)是植物纖維和淀粉類）制成的可被微生物完全分解為對(duì)環(huán)境無(wú)害物質(zhì)的新型覆蓋材料，開(kāi)發(fā)具有增溫、保墑、增產(chǎn)、無(wú)殘留的多功能液體覆蓋材料，改性和創(chuàng)制新型液膜等。
水源開(kāi)發(fā)與高效利用技術(shù)：
（1）建立區(qū)域雨水資源高效利用技術(shù)體系和最優(yōu)開(kāi)發(fā)模式及智能決策系統(tǒng)軟件，研發(fā)適合旱區(qū)應(yīng)用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨設(shè)施結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)場(chǎng)成型技術(shù)，獲得雨水集蓄與高效利用工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件；
（2）研究低成本、節(jié)能型的微咸水開(kāi)發(fā)利用技術(shù)，建立微咸水灌溉下的控制指標(biāo)體系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水鹽運(yùn)動(dòng)規(guī)律與調(diào)控技術(shù)，得到咸水與淡水混灌和輪灌的應(yīng)用模式；
（3）研究再生水灌溉對(duì)土壤、地下水及作物品質(zhì)的影響，提出再生水作物安全高效利用指標(biāo)量化體系，開(kāi)發(fā)利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水與潔凈水混灌或輪灌的應(yīng)用技術(shù)以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。
4現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究帶來(lái)的貢獻(xiàn)
在現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)萬(wàn)面，將提出作物高效用水生理調(diào)控指標(biāo)體系、作物非充分灌溉下的需水指標(biāo)體系和灌溉制度、作物調(diào)虧灌溉的指標(biāo)體系，建立作物水分信號(hào)采集與缺水敏感指標(biāo)測(cè)定和作物精量控制灌溉方法、動(dòng)態(tài)配水系統(tǒng)下的非恒定流模擬仿真技術(shù)和水量實(shí)時(shí)調(diào)控方法等。研究?jī)?nèi)容無(wú)論是在應(yīng)用基礎(chǔ)理論上還是在技術(shù)上均具有源頭創(chuàng)新性，會(huì)加速我國(guó)現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的建立。
[關(guān)鍵詞] 農(nóng)田 水利建設(shè) 節(jié)水灌溉技術(shù)
[中圖分類號(hào)] S27 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650（2016）10-0288-01
前言
我國(guó)自成立以來(lái)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展始終是人們廣泛關(guān)注的話題。現(xiàn)階段，水利設(shè)施對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響更加不容忽視，而在積極建設(shè)水利工程的過(guò)程中，必須注重科學(xué)性和針對(duì)性，要想應(yīng)用水利工程推動(dòng)農(nóng)業(yè)的進(jìn)步，相關(guān)部門需要綜合應(yīng)用多種先進(jìn)技術(shù)。在這種情況下，積極加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)中節(jié)水灌溉技術(shù)的研究具有重要意義。
1 我國(guó)農(nóng)田水利灌溉技術(shù)中的缺陷
1.1 技術(shù)和設(shè)備落后
據(jù)有效數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段，我國(guó)多數(shù)農(nóng)田水利工程基本上都構(gòu)建于上世紀(jì)七十年代，因此，我國(guó)農(nóng)田水利工程擁有相對(duì)落后的技術(shù)以及較低的灌溉能力。此類工程在運(yùn)行過(guò)程中，很多設(shè)備因長(zhǎng)期沒(méi)有得到科學(xué)的維修和保養(yǎng)而失去了正常運(yùn)行的能力，而老化現(xiàn)象在多數(shù)工程中也開(kāi)始越來(lái)越嚴(yán)重。針對(duì)設(shè)備來(lái)講，由于運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有得到及時(shí)的更新，導(dǎo)致其功能、運(yùn)行效率都明顯降低[1]。面對(duì)這一現(xiàn)狀，在沒(méi)有及時(shí)的維護(hù)和更新設(shè)備的背景下，較低的灌溉效率在農(nóng)田水利工程中呈現(xiàn)出來(lái)，這不僅嚴(yán)重影響了我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體進(jìn)步也產(chǎn)生了嚴(yán)重的阻礙作用。
1.2 缺乏對(duì)農(nóng)田水利建設(shè)工程的重視
近年來(lái)，我國(guó)在積極進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過(guò)程中，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重視程度有待提升，這主要體現(xiàn)在，部分地區(qū)在農(nóng)業(yè)發(fā)展方面，還在沿用傳統(tǒng)的農(nóng)田水利工程；同時(shí)，工業(yè)廢水對(duì)農(nóng)田灌溉源頭的污染嚴(yán)重，治理力度薄弱；輸水過(guò)程中的部分渠道產(chǎn)生了堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致部分傳統(tǒng)農(nóng)田水利工程被廢棄等。從國(guó)家的角度來(lái)看，在未來(lái)的發(fā)展中，相關(guān)部門必須制定先進(jìn)的農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)政策，并加大資金投入力度，從而為我國(guó)農(nóng)田水利的發(fā)展構(gòu)建一個(gè)良好的環(huán)境，為推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展做貢獻(xiàn)[2]。
2 農(nóng)田水利建設(shè)中節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用
近年來(lái)，我國(guó)加大了農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉技術(shù)的研究力度，為了提升農(nóng)田水利工程的建設(shè)質(zhì)量，噴微節(jié)能灌溉技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)節(jié)約水資源同配水過(guò)程實(shí)現(xiàn)了結(jié)合，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，綜合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)與新技術(shù)也是至關(guān)重要的。
2.1 噴微節(jié)能灌溉技術(shù)
近年來(lái)，我國(guó)在積極進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境以及生態(tài)造成了破壞，這種現(xiàn)象不利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。在這種情況下，我國(guó)提出了節(jié)約能源的戰(zhàn)略目標(biāo)，其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容就是節(jié)約水資源。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，在農(nóng)業(yè)灌溉過(guò)程中需要耗費(fèi)大量的水資源，從這一角度出發(fā)加大水資源節(jié)約力度，積極構(gòu)建農(nóng)田水利工程至關(guān)重要，噴微節(jié)能灌溉技術(shù)就是在這種情況下產(chǎn)生并得到廣泛應(yīng)用的[3]。該技術(shù)具有自動(dòng)化和機(jī)械化水平強(qiáng)的特點(diǎn)，在灌溉過(guò)程中，針對(duì)大面積農(nóng)田可以有效應(yīng)用自帶噴頭，而工作人員只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作便能夠完成工作，由此可見(jiàn)，在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的目的。
2.2 將節(jié)約水資源同配水過(guò)程相結(jié)合
輸水管道是農(nóng)田水利灌溉過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在灌溉技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，信息化和智能化特點(diǎn)在輸水系統(tǒng)當(dāng)中得以實(shí)現(xiàn)。澆筑混凝土保護(hù)層以及開(kāi)外渠道是灌溉渠道防滲工程當(dāng)中的重要組成部分，這些環(huán)節(jié)在實(shí)際施工過(guò)程中，也完全實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。與此同時(shí)，在配水的管理當(dāng)中，相關(guān)人員也可以在對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，提升調(diào)控和檢測(cè)的效率和精確性，從而在控制輸水時(shí)，精度得以提升。由此可見(jiàn)，在實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源的目的過(guò)程中，將這一理念同配水過(guò)程進(jìn)行緊密的結(jié)合，不僅能夠促使灌溉的效率有效提升，更能夠保證水利工程成本的降低。
2.3 綜合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)與新技術(shù)
我國(guó)農(nóng)業(yè)在長(zhǎng)期的發(fā)展中已經(jīng)形成了一套傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，這些技術(shù)雖然存在落后的特點(diǎn)，但是其自身的優(yōu)勢(shì)也是不容忽視的。新時(shí)期，在積極加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)中節(jié)水灌溉技術(shù)研究的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)灌溉技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行保留，并在此基礎(chǔ)上引進(jìn)先進(jìn)的灌溉技術(shù)，促使二者在應(yīng)用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，根據(jù)我國(guó)各個(gè)地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，逐漸形成適用于我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的灌溉技術(shù)[4]。而這一切措施的實(shí)施都必須建立在促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式得以形成的基礎(chǔ)上。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在科學(xué)和技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，多樣性成為現(xiàn)有節(jié)水灌溉技術(shù)的主要特點(diǎn)，不同的技術(shù)在使用過(guò)程中都擁有自身的優(yōu)勢(shì)和限制性條件。因此相關(guān)工作人員必須針對(duì)當(dāng)?shù)氐木唧w情況科學(xué)選擇和應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的提升奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：周口 灌溉工程 現(xiàn)代化 效益
中圖分類號(hào)：TV21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（c）-0230-01
周口市位于河南省東南部，沙河，穎河，賈魯河匯流于此，周口素有“小武漢”之稱。本區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春天干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季旱澇交替，冬天干冷少雪。降水具有季節(jié)性，年際變化特點(diǎn)。
隨著我市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展勢(shì)在必行。目前，我市城市建設(shè)速度驚人，幾年之內(nèi)，高樓林立，廠房片地，燈壁輝煌，然而農(nóng)村基礎(chǔ)工程建設(shè)相當(dāng)滯后。我市是農(nóng)業(yè)大市，農(nóng)村人口眾多，土地仍舊是農(nóng)村人的命根。窄窄的水泥路讓人們擺脫了泥濘，大型的機(jī)械讓農(nóng)民扔掉了鐮刀，架車。可是人們?nèi)匀灰媾R抗旱排澇中受熱受凍，人員缺少，資源浪費(fèi)等多種狀況的窘面。就此，我想加強(qiáng)本市農(nóng)村現(xiàn)代化灌溉工程建設(shè)非常必要，這一問(wèn)題的解決利國(guó)利民。
1 加大我市農(nóng)村現(xiàn)代化水利灌溉必要性分析
1.1 可以解決第一產(chǎn)業(yè)和的二產(chǎn)業(yè)用工需求矛盾
城市化發(fā)展進(jìn)程加快，農(nóng)閑季節(jié)進(jìn)城務(wù)工人員越來(lái)越多，他們大多數(shù)是青壯年勞力，而留守在家的大部分是老人和孩子，他們的體力有限，落后的噴灌方式對(duì)他們來(lái)說(shuō)難度較大。而出現(xiàn)旱情時(shí)，城內(nèi)的務(wù)工人員又不能及時(shí)回家，這樣就造成抗旱時(shí)，農(nóng)村人員緊缺狀況，直接導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至絕收。迄今，在我市仍有很多良田是靠天看收成，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)說(shuō)明了我市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不高，突出表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)灌溉上。粗放式的管理，靠天吃飯，給我國(guó)農(nóng)業(yè)帶來(lái)很大損失。如果我們擁有現(xiàn)代化的灌溉工程，我們只需接上噴頭，合上空開(kāi)，一切問(wèn)題就解決了。務(wù)農(nóng)人員也不辛苦了，適時(shí)合理灌溉農(nóng)作物增產(chǎn)了，在外務(wù)工人員又能安心做工，增加的收入可以補(bǔ)貼農(nóng)業(yè)，何樂(lè)而不為呢？
1.2 現(xiàn)代化的灌溉技術(shù)應(yīng)用可節(jié)約水資源，保持良好的生態(tài)環(huán)境
水在農(nóng)作物生長(zhǎng)中占重要地位，種子的萌發(fā)期，苗木快速生長(zhǎng)期，過(guò)冬期都離不開(kāi)水。農(nóng)作物生長(zhǎng)所需水分，一部分來(lái)自大自然的恩賜，一部分需人工灌溉。人工灌溉方面，我市大部分縣扔用機(jī)器抽水噴灌或漫灌，這一方面浪費(fèi)了大量的水資源，另一方面影響了土壤微生物的活動(dòng)，再加上不合理的亂施肥，破壞了土壤結(jié)構(gòu).我國(guó)雖然人口眾多，地大物博，但我國(guó)仍然是一個(gè)水資源缺乏的國(guó)家，許多大城市飲用水緊張，地下水位急劇下降，給人們的生活帶來(lái)了許多不便。如果我們有了現(xiàn)代化的農(nóng)田灌溉工程，農(nóng)田實(shí)現(xiàn)了控量適時(shí)適量灌溉，不僅保證農(nóng)業(yè)豐收，農(nóng)民豐衣足食，而且可以節(jié)省大量的地下水資源，造福子孫后代。有條件的縣鄉(xiāng)可以引河水進(jìn)行農(nóng)田灌溉，這樣更有利于水資源的合理使用，節(jié)約大量地下水。水資源的合理利用可以優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，動(dòng)植物生息繁衍都離不開(kāi)水，如果我們有了現(xiàn)代化的灌溉工程，灌溉時(shí)適量用水，不僅能滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)用水，而且能減少對(duì)土壤微生物的影響，另外還可以節(jié)約大量水資源。
2 現(xiàn)代化高效水利工程對(duì)我市農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的多種效益分析
2.1 經(jīng)濟(jì)效益分析
（1）節(jié)約水資源，節(jié)約能源效益。我市目前多采用機(jī)器抽水噴灌，漫灌，灌溉水利用系數(shù)約為0.685，現(xiàn)代化高效節(jié)水灌溉工程建成后低壓噴灌，滴管，灌溉水利用系數(shù)可達(dá)到0.855，每年可節(jié)約大量水資源。同時(shí)每公頃按節(jié)約22.5千克柴油算，每年可節(jié)約360萬(wàn)千克然能。
（2）作物增產(chǎn)效益。如果按農(nóng)作物每公頃增產(chǎn)1000千克，我市每年可多產(chǎn)糧食16000萬(wàn)千克。農(nóng)林瓜果增產(chǎn)更為明顯。除去工程分?jǐn)偼?。農(nóng)業(yè)多收入相當(dāng)可觀。
（3）省時(shí)，省工效益?，F(xiàn)代化水利工程建成后，灌溉自動(dòng)化，將節(jié)約大量勞力。傳統(tǒng)方法灌溉，1公頃需3人花費(fèi)一天時(shí)間澆灌。每人每天100報(bào)酬。一公頃地需300元，現(xiàn)代化水利工程建成后，每公頃地可省200元，全市可省3200萬(wàn)元工時(shí)費(fèi)。
（4）集約效益?，F(xiàn)代化農(nóng)村水利工程的建設(shè)，有利于合理的利用資金，節(jié)約資金。以前農(nóng)村是個(gè)散攤子，農(nóng)民各顧各。很多農(nóng)事操作起來(lái)浪費(fèi)了大量農(nóng)業(yè)資金。就抗旱這一事來(lái)說(shuō)，每家都有一套設(shè)備，用的時(shí)間少，閑置時(shí)間多，占據(jù)了大量資金，設(shè)備的使用壽命也很短?，F(xiàn)代化的水利工程，使用周期長(zhǎng)，效率快，效益高，建設(shè)資金可分期分?jǐn)偦厥铡?/p>
2.2 社會(huì)和環(huán)境效益分析
現(xiàn)代水利高效灌溉工程的建設(shè)，有利于緩解工業(yè)用水，飲用水與農(nóng)業(yè)用水緊張的矛盾，同時(shí)也解放一部分生產(chǎn)勞力。促進(jìn)城市與農(nóng)村和諧發(fā)展，第一產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。它起到預(yù)防旱澇災(zāi)害，保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，利于農(nóng)村穩(wěn)定。合理水資源利用不僅給農(nóng)作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好條件，促進(jìn)其增收增產(chǎn)，而且有利于土壤微生物的生存，起到改良土壤作用。同時(shí)有利于農(nóng)田生態(tài)氣候的形成。
3 我市建設(shè)現(xiàn)代化水利灌溉工程可行性分析
3.1 經(jīng)濟(jì)可行分析
從以上經(jīng)濟(jì)效益分析看，我市農(nóng)村建設(shè)現(xiàn)代化水利灌溉工程具有巨大的利益。從資金來(lái)源上看，農(nóng)村水利建設(shè)是國(guó)家主要扶植項(xiàng)目，便于資金調(diào)撥，同時(shí)，我市存在多種所有制資金可投入使用。也可以多渠道引用外資。
3.2 技術(shù)可行性分析
我國(guó)目前有許多低壓灌溉工程，滴灌，微噴灌工程技術(shù)可參考。我市有很多水利，農(nóng)業(yè)工程師可進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)理。
3.3 社會(huì)可行性分析
隨著社會(huì)文明不斷進(jìn)步，人們的思想覺(jué)悟在不斷提高，社會(huì)化的大生產(chǎn)，增強(qiáng)了人們的合作意識(shí)，經(jīng)濟(jì)意識(shí)。人們會(huì)接受這一利國(guó)利民工程的建設(shè)。
4 現(xiàn)代化農(nóng)田水利灌溉工程建設(shè)與管理建議
4.1 建立工程規(guī)劃制度
良好工程的出現(xiàn)是合理規(guī)劃與嚴(yán)格施工的結(jié)果，工程建設(shè)要有審批與復(fù)查手續(xù)，有可追溯的原因，有可承擔(dān)責(zé)任之人。
4.2 工程建設(shè)必須公開(kāi)招標(biāo)，接受農(nóng)民監(jiān)督
農(nóng)民是工程的利用者，他們會(huì)真心參與招標(biāo)監(jiān)督，他們更希望有實(shí)力的企業(yè)中標(biāo)，建造出優(yōu)質(zhì)工程。
總之，隨著我市農(nóng)業(yè)建設(shè)的發(fā)展，建立建設(shè)高效農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代化的水利灌溉工程的建設(shè)必不可少，這一工程的實(shí)施又進(jìn)一步把農(nóng)民從繁重的勞作中解脫出來(lái)。不僅節(jié)約了大量的水資源，而且有利于生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。不僅集約了資金，而且節(jié)約了資金。現(xiàn)代化的水利灌溉工程建造，可以預(yù)防農(nóng)田旱澇災(zāi)害，穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)灌溉工程的建造，將是我市農(nóng)業(yè)發(fā)展史上一個(gè)里程碑。它是一項(xiàng)重要的民心工程，必將得到社會(huì)各界的大力支持。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)田水利工程；節(jié)水灌溉技術(shù)；應(yīng)用分析
節(jié)水是整個(gè)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的核心，也是未來(lái)節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)研究和發(fā)展的方向。針對(duì)水資源在運(yùn)送過(guò)程中和田間灌溉工程中的損耗，借助一些工程設(shè)施減少水資源的蒸發(fā)和下滲，讓更多的水資源灌溉到田間地頭，提高水資源的利用率。下文將對(duì)農(nóng)田水利工程中的節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的論述。
一、我國(guó)農(nóng)田水利節(jié)水灌溉的現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)水利體系的建設(shè)是作為我國(guó)農(nóng)業(yè)水利整體的一個(gè)重要部分和內(nèi)容，與人們生活息息相關(guān)，并且也在很大程度上影響我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并直接體現(xiàn)著農(nóng)業(yè)對(duì)于老百姓的受益程度。國(guó)外比如美國(guó)、日本、荷蘭以及以色列等對(duì)于節(jié)水灌溉技術(shù)的研究比較早，其投入的資金以及精力也相對(duì)較多，所以節(jié)水灌溉技術(shù)在這些國(guó)家有著很好、很先進(jìn)的應(yīng)用，且發(fā)揮了很重要的作用。而我國(guó)對(duì)于節(jié)水技術(shù)的研究起步晚，資金投入也較少，所以該技術(shù)的研究推廣與應(yīng)用就相對(duì)的發(fā)展較為遲緩。同時(shí)，我國(guó)也是水資源較為貧乏的國(guó)家，水資源只占世界總水資源的百分之六，所以日益膨脹的人口和緊缺的水資源之間的矛盾已經(jīng)越來(lái)越明顯，水資源的匱乏已經(jīng)成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。灌溉方式的不合理、不科學(xué)使得我國(guó)本來(lái)就較為缺乏的水資源利用效率更加低下，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，這又在一定程度上加劇了水資源的短缺。因此，要大力發(fā)展節(jié)水灌溉以及相關(guān)的農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)至關(guān)重要了，這也是我國(guó)建設(shè)現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)、使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高效率、高產(chǎn)出和高品質(zhì)發(fā)展的必然選擇。
二、節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程的應(yīng)用分析
節(jié)水灌溉技術(shù)的采用不能完全脫離我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和現(xiàn)狀，應(yīng)該要結(jié)合目前我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的情況來(lái)進(jìn)行有針對(duì)性的研究。目前，已經(jīng)推廣和研究的相關(guān)節(jié)水灌溉技術(shù)大概有十幾種，每種技術(shù)都有使用條件和使用優(yōu)缺點(diǎn)。下文將對(duì)四種主要的節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行論述。
1.噴灌式節(jié)水灌溉技術(shù)
該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于大面積的農(nóng)田灌溉，借助噴灌機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。該項(xiàng)技術(shù)的工作原理是，利用噴灌機(jī)運(yùn)行時(shí)的壓力，帶動(dòng)卷盤，促使水資源可以通過(guò)軟管，實(shí)現(xiàn)正常灌溉，在噴灌機(jī)上安裝噴頭，保障農(nóng)田水利可以大面積接受噴灌水分，農(nóng)田灌溉的路線可以自行設(shè)計(jì)，自由移動(dòng)噴灌機(jī)即可，隨著噴灌機(jī)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利各個(gè)方向及方位的灌溉。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，能夠適用在不同的農(nóng)田地形中，操作上比較方便，不需要復(fù)雜的管理方式，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的技術(shù)控制，灌溉效率非常高。技術(shù)缺點(diǎn)：耗損相對(duì)較大，占據(jù)農(nóng)田面積較大，必須借助設(shè)備通道才可實(shí)現(xiàn)噴灌，所以在農(nóng)田內(nèi)需建設(shè)專用通道，浪費(fèi)農(nóng)田面積。
2.微灌式節(jié)水灌溉技術(shù)
該技術(shù)主要應(yīng)用于大棚種植，尤其是蔬菜類的作物，在大棚室內(nèi)完成灌溉。 該技術(shù)的工作原理是，根據(jù)作物的需水要求和灌溉周期，利用滴灌或微噴的方式，在農(nóng)田灌溉區(qū)域，構(gòu)建通水管道，在管路周圍安裝灌水器，還可在灌水的同時(shí)，融入作物所需要的養(yǎng)料、肥料，直接將管路放置在作物的根部，促使水分在重力的作用下，順利流入農(nóng)田內(nèi)，達(dá)到灌溉的效果。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，節(jié)水效果較好，既可以防止水分外泄，也可防止水分過(guò)度蒸發(fā)，而且技術(shù)所需要的組合設(shè)備比較簡(jiǎn)單，基本是由管路、滴頭、滴灌等組成，不需要規(guī)模較大的機(jī)械設(shè)備，有效做好水資源節(jié)約的工作。
3.井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)
此技術(shù)主要是防止過(guò)度使用地下水資源，防止地下水位過(guò)低，利用科學(xué)的生態(tài)搭配，達(dá)到節(jié)水灌溉的效果。圍繞農(nóng)田的生態(tài)水資源，進(jìn)行合理的劃分，例如：將井灌高峰期安排在農(nóng)田急需水分的時(shí)期，除此時(shí)期以外，盡量降低農(nóng)田的灌水量和灌水周期，以農(nóng)田的總產(chǎn)為生產(chǎn)目的?？梢詫⒕嘣O(shè)置到農(nóng)田的中心位置，利用干管與直管，形成移動(dòng)式的井灌系統(tǒng)，安裝兩套井灌系統(tǒng)，達(dá)到井灌的最佳狀態(tài)，井灌式的節(jié)水灌溉技術(shù)，既可以有效分配地下水源，避免水資源的無(wú)理開(kāi)采，又可以達(dá)到節(jié)水高產(chǎn)的狀態(tài)。
4.防滲式節(jié)水灌溉技術(shù)
此技術(shù)主要用于水庫(kù)灌溉的農(nóng)田水利，因?yàn)樗畮?kù)蓄水本身含量較少，不可實(shí)現(xiàn)循環(huán)或再生效果，所以需以水庫(kù)含量為主，實(shí)行農(nóng)田節(jié)水灌溉。該項(xiàng)技術(shù)的工作原理是，在農(nóng)田中加入防滲薄膜，避免灌溉時(shí)，水資源滲漏到無(wú)需灌溉區(qū)域，造成水資源浪費(fèi)，一般農(nóng)田在實(shí)行防滲技術(shù)時(shí)，基本會(huì)建立專有的通水渠道，如混凝土、石塊等，著實(shí)提高防滲效果。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是，技術(shù)設(shè)備穩(wěn)定性較高，而且可以長(zhǎng)期使用，既可以實(shí)現(xiàn)水資源的外部貯存，還可以避免水資源的蒸發(fā)及滲透。
三、節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中應(yīng)注意的事項(xiàng)
1.根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選用合適的節(jié)水灌溉技術(shù)
農(nóng)田的水土條件不同與農(nóng)作物的類型不同，所選用的節(jié)水灌溉技術(shù)也是不相同的。節(jié)水灌溉技術(shù)的選用要因地制宜，符合農(nóng)作物的特點(diǎn)以及農(nóng)田的水土條件。在應(yīng)用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的過(guò)程中，對(duì)于產(chǎn)出效益不高的大田糧食作物，應(yīng)該采用以地面灌溉為主的節(jié)水灌溉技術(shù)。并且還要加強(qiáng)對(duì)于膜壟溝灌技術(shù)等投資較小的技術(shù)的推廣和應(yīng)用。在條件比較好的狀況下，農(nóng)田水利工程中可以選擇噴灌技術(shù)或是滴灌技術(shù)等需要較高投資的節(jié)水灌溉技術(shù)。
2.要依據(jù)農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整確定節(jié)水灌溉技術(shù)的選用和變化
調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)就是擴(kuò)大林草的種植面積壓縮耕地種植面積，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)作物的種植面積減少糧食的種植面積，以及擴(kuò)大耗水較低作物的種植面積減少耗水高農(nóng)作物的種植面積，以此來(lái)選擇和確定節(jié)水灌溉的技術(shù)，保證單位用水量的農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)出。
3.加強(qiáng)對(duì)節(jié)水灌溉工程的管理
加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的管理，是提高灌溉工程使用效率的一種有效措施。當(dāng)前我國(guó)存在一種普遍現(xiàn)象，就是在節(jié)水灌溉工程的建設(shè)前期各部門的重視程度都很高，并且會(huì)親臨現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施指導(dǎo)工作，但是在工程建成后相關(guān)部門就疏忽了對(duì)工程的管理。針對(duì)這種情況相關(guān)管理部門應(yīng)該提高認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)變工作態(tài)度，根據(jù)節(jié)水灌溉工程管理的需要制定科學(xué)的管理制度，并成立專門的管理機(jī)構(gòu)安排專人定期對(duì)節(jié)水灌溉工程進(jìn)行監(jiān)督管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程項(xiàng)目在使用過(guò)程中產(chǎn)生的一些問(wèn)題，安排專人進(jìn)行檢修，最大程度的提高農(nóng)村節(jié)水灌溉工程的使用效率。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在發(fā)展節(jié)水灌溉工程時(shí)，不僅需要建立相應(yīng)的水利工程，同時(shí)還需要對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等綜合性的因素進(jìn)行全面的考察，只有這樣節(jié)水灌溉水利工程才能最大程度的發(fā)揮效用，充分的解決當(dāng)前水資源與農(nóng)業(yè)灌溉之間的尖銳矛盾。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 無(wú)線傳感器;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);農(nóng)業(yè)自動(dòng)化
中圖分類號(hào) TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1674-6708(2010)18-0129-02
1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究背景以及發(fā)展現(xiàn)狀
隨著半導(dǎo)體技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,90年代末,美國(guó)首先出現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)。WSN是由布置在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)以無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的無(wú)線自組網(wǎng)(Ad hoc),其目的是協(xié)作的感知,采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息,并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者是WSN的三要素。將Ad hoc技術(shù)與傳感器技術(shù)相結(jié)合,人們可以通過(guò)WSN感知客觀世界,擴(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能和人類認(rèn)識(shí)世界的能力。WSN技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。
2 WSN技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用
2.1 我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展過(guò)程受到了社會(huì)以及自然兩方面的影響。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),建國(guó)初期,為了解決糧食供應(yīng)短缺問(wèn)題,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,注重產(chǎn)量,當(dāng)前我國(guó)溫飽問(wèn)題基本得到解決,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)該用經(jīng)濟(jì)效應(yīng)來(lái)衡量,注重產(chǎn)業(yè)效率,我國(guó)大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相當(dāng)?shù)穆浜?仍然靠人力、畜力耕種,限制了勞動(dòng)力,提高了生產(chǎn)成本。因此我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)走向自動(dòng)化,高效率,高精度的機(jī)械化,智能化生產(chǎn)。
2.2 WSN技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
2002年,英特爾公司在餓勒岡建立了世界上第一個(gè)無(wú)線葡萄園,將無(wú)線傳感器結(jié)點(diǎn)人工分布在葡萄園中,對(duì)園中土壤的溫度以及養(yǎng)分含量等作物生長(zhǎng)條件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。杭州齊格科技有限公司與浙江農(nóng)科院合作研發(fā)了遠(yuǎn)程農(nóng)作物管理決策平臺(tái),該平臺(tái)利用了WSN技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田的溫度、濕度、光照等信息的監(jiān)測(cè)。北京市“蔬菜生產(chǎn)智能化網(wǎng)絡(luò)傳感器體系研究與應(yīng)用”項(xiàng)目,將WSN應(yīng)用于溫室蔬菜生產(chǎn)中。將溫室作為一個(gè)監(jiān)控區(qū),使用WSN技術(shù)對(duì)溫度、PH值、含水量、光照強(qiáng)度等進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)實(shí)際需要,對(duì)溫室條件進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到農(nóng)作物生長(zhǎng)的最佳條件,增加作物產(chǎn)量。在大規(guī)模部署傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)可以通過(guò)飛機(jī)播撒,人工設(shè)置,火箭彈射等方式部署在預(yù)設(shè)區(qū)域。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè),無(wú)線通信特點(diǎn),使其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有很大發(fā)展前景。典型應(yīng)用如下:
1)農(nóng)業(yè)灌溉自動(dòng)化控制技術(shù)
我國(guó)是個(gè)貧水國(guó)家,水資源總量居世界第4位,人均僅為第121位。農(nóng)業(yè)用水占總用水量的七成,但我國(guó)農(nóng)田灌溉十分落后,水的實(shí)際利用率很低,浪費(fèi)嚴(yán)重,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有差距。采用自動(dòng)灌溉系統(tǒng),在土壤中人為安放水分傳感器、溫度傳感器,對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)條件進(jìn)行監(jiān)控,根據(jù)實(shí)際,進(jìn)行自動(dòng)供水和自動(dòng)按一定順序進(jìn)行灌溉。
2)溫度自動(dòng)調(diào)控
蔬菜生產(chǎn)中,溫室生產(chǎn)規(guī)模正在逐步擴(kuò)大,傳統(tǒng)溫室監(jiān)控系統(tǒng)成本高,移動(dòng)性差等問(wèn)題很突出。近年來(lái),節(jié)能高效的WSN技術(shù)正在溫室監(jiān)控領(lǐng)域興起。基于WSN的溫度監(jiān)控系統(tǒng)由匯聚節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。將傳感器分布在溫室中監(jiān)控溫室內(nèi)土壤溫度、濕度、PH值、光照強(qiáng)度等,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳到匯聚結(jié)點(diǎn),匯聚結(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,將命令通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給調(diào)控節(jié)點(diǎn),調(diào)控節(jié)點(diǎn)根據(jù)所得命令對(duì)灌溉設(shè)備、加熱器等進(jìn)行控制,改變溫室條件。匯聚節(jié)點(diǎn)還可接受人工控制,與互聯(lián)網(wǎng)連接,使用戶可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
3 WSN在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1 WSN實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題
在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,節(jié)點(diǎn)工作環(huán)境惡劣,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,節(jié)點(diǎn)數(shù)目多,在保證網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的同時(shí),要考慮網(wǎng)絡(luò)成本,為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,傳感器的施放位置很難定位,節(jié)點(diǎn)能量有限,節(jié)點(diǎn)可能會(huì)失效,WSN在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題如下:
1)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大
節(jié)點(diǎn)必須盡可能大規(guī)模高密度部署,保證監(jiān)控區(qū)域的覆蓋范圍和連通度,否則無(wú)法實(shí)施網(wǎng)絡(luò)的自組和數(shù)據(jù)匯聚,而大規(guī)模組網(wǎng),使生產(chǎn)成本增加,降低了經(jīng)濟(jì)效益,影響網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用。
2)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)的解決
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,各傳感器網(wǎng)絡(luò)所監(jiān)控到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常關(guān)鍵。及時(shí)了解節(jié)點(diǎn)的狀況,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)容性處理對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響十分重要,而網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)所要處理的問(wèn)題主要是節(jié)點(diǎn)檢測(cè)和節(jié)點(diǎn)恢復(fù)。節(jié)點(diǎn)檢測(cè)則需要GPS對(duì)其定位,若在大范圍的布置GPS設(shè)備,會(huì)提高成本,保證節(jié)點(diǎn)定位同時(shí)保證經(jīng)濟(jì)效益是需要解決的問(wèn)題。節(jié)點(diǎn)恢復(fù),常常用冗余的節(jié)點(diǎn)替換失效的節(jié)點(diǎn)功能的方法解決,但對(duì)冗余節(jié)點(diǎn)的位置與數(shù)量有一定要求。
3.2 WSN的關(guān)鍵技術(shù)
由WSN的結(jié)構(gòu)特殊性,對(duì)于WSN在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該掌握以下關(guān)鍵技術(shù):
1)節(jié)點(diǎn)定位
定位技術(shù)是位置未知節(jié)點(diǎn)根據(jù)少數(shù)參考節(jié)點(diǎn),根據(jù)特定的機(jī)制確定自身位置,包括節(jié)點(diǎn)自定位和網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)定位跟蹤。節(jié)點(diǎn)自定位是指確定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)自身位置,是部署組網(wǎng)的基本要求。目標(biāo)定位跟蹤通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的配合完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域定目標(biāo)的定位和跟蹤,一般建立在節(jié)點(diǎn)自定位的基礎(chǔ)上。常用方法用三邊測(cè)量法,三角測(cè)量法和極大似然估計(jì)法。
2)與其它網(wǎng)絡(luò)的融合
WSN與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)融合將大大提高WSN的實(shí)際應(yīng)用功能,將WSN與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、Inter網(wǎng)融合,一方面WSN可以借助著兩種傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信;另一方面可以利用傳感信息實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展。
4 結(jié)論
WSN絡(luò)融合了嵌入式技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù),自主實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信息的采集、傳輸和處理,是一種有廣泛發(fā)展前景的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為人們提供了一種全新的信息采集、信息處理和信息利用的方法,具有自主性,實(shí)時(shí)性特點(diǎn),適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。文章通過(guò)對(duì)WSN的組成、體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的簡(jiǎn)介和其在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例,說(shuō)明WSN在推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中的作用。
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