我們都知道，作物在不同發(fā)育階段需水量不同，傳統(tǒng)農(nóng)作方式只憑經(jīng)驗(yàn)判斷、人力手動(dòng)澆地，不僅浪費(fèi)水資源，還占用勞動(dòng)力。
而現(xiàn)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(diǎn)擊遙控裝置，水就能通過遍布田間的各式管網(wǎng)輸送到種植區(qū)，以不同方式給植物“喂水喝”。這樣既能根據(jù)需求灌水，又能節(jié)約水資源，這就是智慧灌溉的基本操作。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉管理是什么？
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉管理按照作物生長過程的需求，通過現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)作物的生長發(fā)育狀態(tài)過程以及環(huán)境要素現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、智能化監(jiān)控。其監(jiān)控內(nèi)容包括土壤水分、作物生長發(fā)育狀況、氣象條件等，宏觀到微觀進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)，根據(jù)監(jiān)控結(jié)果結(jié)合作物需水規(guī)律，采用最精準(zhǔn)的灌溉設(shè)施（比如滴灌、微噴灌等）對(duì)作物進(jìn)行嚴(yán)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(chǎn)、優(yōu)質(zhì)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(chǎn)量和質(zhì)量。利用基于物聯(lián)網(wǎng)與專家系統(tǒng)的果園精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)，自動(dòng)采集蘋果園溫濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境信息，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包上傳到云服務(wù)器，專家系統(tǒng)根據(jù)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)和決策數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)需水量預(yù)測(cè)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)作出灌溉決策并將決策結(jié)果反饋到灌溉控制模塊。此外，還可以根據(jù)蘋果樹不同生長期調(diào)節(jié)設(shè)定灌溉閾值，倘若土壤含水率低于下限閾值則進(jìn)行灌溉，高于上限閾值停止灌溉。
目前，精準(zhǔn)灌溉管理技術(shù)應(yīng)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(zhǔn)灌溉？
首先，精準(zhǔn)灌溉可保障作物需要的時(shí)間、地點(diǎn)上供水，做到定時(shí)定量的補(bǔ)給，為作物提供良好的生長環(huán)境，以此提高和改善作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
其次，精準(zhǔn)灌溉管理可以節(jié)約保護(hù)水資源。精準(zhǔn)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(fā)、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(fèi)。同時(shí)也最大限度地減輕了由深層滲漏和地表徑流所造成的農(nóng)藥、化肥的滲漏帶來的地下水資源污染，合理保護(hù)了水資源與生態(tài)環(huán)境。
最后，精準(zhǔn)灌溉管理采用先進(jìn)的土壤、作物及氣象信息監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)，可根據(jù)作物需水規(guī)律控制或調(diào)配水源，以最大限度地滿足作物對(duì)水分的需要，實(shí)現(xiàn)區(qū)域效益最佳的水分調(diào)控管理，實(shí)現(xiàn)真正意義上的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉。實(shí)踐證明，一個(gè)設(shè)計(jì)完善和管理科學(xué)的精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)，將會(huì)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
比如，在華北平原地下水超采區(qū)利用精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，可使灌區(qū)管理部門做好灌溉供水調(diào)度方案，顯著提高區(qū)域水源灌溉調(diào)度的科學(xué)性和實(shí)效性，使農(nóng)田得到及時(shí)、適量地灌溉，為糧食作物豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了良好的保障。同時(shí)精準(zhǔn)灌溉技術(shù)減少了灌溉過程中的水源浪費(fèi)。據(jù)河北、河南等多地的實(shí)際監(jiān)測(cè)，冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)灌溉用水量平均降低60-75m3/畝，冬小麥和夏玉米產(chǎn)量平均提高10%以上，水分利用效率提高了15%-30%，經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益顯著。
農(nóng)田精準(zhǔn)灌溉的好幫手們
農(nóng)田精準(zhǔn)灌溉中常常會(huì)借助地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)和田間精準(zhǔn)灌溉設(shè)施來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化管理。
地理信息系統(tǒng)可以為作物精準(zhǔn)灌溉管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢和輔助決策。它是一款地理空間屬性數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)。如果我們打算在一塊地上種玉米時(shí)，就可以借助地理信息系統(tǒng)，來分析這塊地的質(zhì)地、有沒有營養(yǎng)，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(shì)等。
不要提到定位系統(tǒng)就只想到出行，其實(shí)它在農(nóng)業(yè)實(shí)施過程中異常重要。一方面定位系統(tǒng)可以將農(nóng)田各種信息給予精確定位，輸入地理信息系統(tǒng)，另一方面也可以指揮農(nóng)機(jī)行走，按照使用者制定的空間實(shí)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
遙感技術(shù)在精準(zhǔn)灌溉中也將發(fā)揮信息采集與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。我們都知道，農(nóng)業(yè)是“看天吃飯”。“天”指的是氣候條件、土壤條件和生長環(huán)境，以前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)只能憑人眼來判斷，而遙感技術(shù)的出現(xiàn)代替了人眼。利用多種實(shí)時(shí)采集裝置，遙感技術(shù)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(shù)據(jù)，我們還需要將水送去田間，這時(shí)候就需要用到灌溉設(shè)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(shè)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(jù)作物生長的不同需求安裝合適灌水器和適當(dāng)密度的灌水管就可以了。
精準(zhǔn)灌溉用各種技術(shù)來判斷與農(nóng)作物生長有關(guān)的信息，并在此基礎(chǔ)上確定是否需要進(jìn)行灌溉及需要灌溉的用水量，以進(jìn)一步提高水資源的利用效率，提升作物品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水化。
節(jié)水灌溉是我國戰(zhàn)略性、方向性的大事。只有發(fā)展好灌溉的現(xiàn)代化建設(shè)，才能真正地保證國家的口糧、食品安全，促進(jìn)鄉(xiāng)村振興和綠色發(fā)展。
