節水灌溉及其自動化技術分析

楊林林 王成志 韓敏琦 張海文 楊勝敏

摘 要 我國水資源分布存在著較為明顯的地區差異，總體上呈現出南多北少、東多西少的態勢，在農業灌溉用水較為緊缺的西北地區，節水灌溉技術顯現出了其巨大的作用。節水灌溉是一種用較少的水量灌溉農作物，獲取較高經濟效益的目標的灌溉技術。當前，我國節水灌溉自動化技術已有了較大的進步，但在實際的發展過程中仍有著一些不足之處。分析我國節水灌溉自動化存在的問題，并結合自身相關經驗給出一些改進建議，供有關人員參考使用。

關鍵詞 節水灌溉；自動化技術；灌溉模式

中圖分類號：S275 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）06--02

節水灌溉技術在提高我國糧食產量、節約灌溉用水等方面做出了巨大的貢獻，在一定程度上促進了我國社會經濟的發展。節水灌溉自動化技術不僅能夠節約人工成本，還能通過計算機系統控制最佳灌溉水量。我國的節水灌溉自動化技術存在著一些較為嚴峻的問題，其制約了我國農業的發展，對社會經濟發展產生了一定的負面影響。本文指出一些廣泛存在于我國節水灌溉自動化技術中的問題，并附上一些改進措施，旨在促進我國節水灌溉及其自動化技術的發展。

1 常用的節水灌溉模式

1.1 噴灌

噴灌灌溉模式是通過特制的噴頭將具有一定壓力的水分散成小水滴或者小水珠噴灑到農田間，其節水效果較為顯著，其能有效地促進農作物產量的增加。噴灌技術不僅將農民從繁重的灌溉勞動中解放出來，還具有高效的節水性能，因此人們利用噴灌技術對農田進行灌溉將大幅降低土壤次生鹽堿化的概率。

1.2 微噴

微噴是一種較為新型的灌溉技術，其主要分為地插微噴及吊掛微噴兩種灌溉形式。微噴技術通常被人們用于溫室大棚的灌溉工作上，并取得了較為顯著的成效。微噴技術一般利用PE管送水，其與噴灌模式的不同之處在于前者的節水效果更佳，能更加有效地促進農作物吸水，從而大幅提高其產量。然而由于微噴成本較高，因此一般不適用于露天、大面積的農田灌溉工作。

1.3 滴灌

滴灌是一種能直接將農業灌溉用水滴送到農作物根部的灌溉方式，其對農業灌溉用水的利用率可達到95%。由于滴灌的出色節水性能，因此其是干旱地區人們進行農業灌溉的最佳選擇。滴灌通常有半固定式、移動式及固定式3種。在我國發達地區，人們廣泛采用固定式的滴灌方式，其干、支管與毛管完全固定，具有高效節約人工成本的特點，而半固定式的滴灌與前者相較毛管部分由人工移動。在經濟相對落后的地區，人們一般選擇移動式的滴灌方式，該方式能在促進農作物生長的同時節約設備建設成本。

1.4 膜上灌溉及膜下滴灌

在我國一些地區，人們采用膜上灌溉以及膜下滴灌的灌溉形式。膜上灌溉的特點是在其灌溉過程中，灌溉用水流過覆蓋于農田壟溝底部的地膜，并經由地膜上的細小孔洞滲入農作物根部土壤，從而達到對農作物進行灌溉的目的。這種灌溉方式融滴灌與地膜覆蓋2種形式，有著較好的土壤保濕效果。

膜下滴灌是一種將滴灌管置于地膜下進行農作物灌溉的方式，其能有效節約灌溉用水，在我國水資源較為困乏的北方使用較為廣泛。

2 節水灌溉自動化及其存在的問題

節水灌溉自動化是節水灌溉技術的必然發展趨勢。節水灌溉自動化系統通常有中央控制系統、監測系統及基礎設備組成。中央控制系統是節水自動化系統“大腦”，其控制著灌溉設備水量、水壓強度及灌溉范圍等方面的工作。監測系統與節水灌溉中央控制系統相連，擔負著實時監測灌溉各項指標的任務，一旦出現灌溉異常情況，監測系統便會向中央控制系統發出警報信號，控制系統便會及時切斷灌溉用水，并通知檢修人員維修設備。由于我國的節水灌溉自動化研究起步較晚，因此各項工作的水平較低，與發達國家之間有著較為明顯的差距。節水灌溉自動化系統在降低人工成本、提高農作物灌溉效率的工作上發揮了巨大的作用。目前，我國節水灌溉自動化存在的主要問題有以下幾點。

2.1 節水灌溉自動化系統總體技術水平較低

我國國內節水灌溉自動化系統研究起步較晚，總體水平與發達國家之間仍有著較大的差距，造成這一現象的原因之一是我國高校在有關節水灌溉自動化研究方面的人才培養工作力度不夠，導致節水灌溉自動化研究人才供應出現斷層，使相關的研究企業的節水灌溉自動化系統研究進展緩慢。

2.2 節水灌溉自動化系統研究資金投入不足

我國雖然在節水灌溉自動化系統研究上投入了大量資金，但由于自動化系統研究的長期性與復雜性，政府或者有關企業在研究資金的投入上仍存在著較大的不足，其在一定程度上使我國節水灌溉系統自動化研究發展滯后。

2.3 部分地區居民對節水灌溉自動化系統接納程度較低

節水灌溉自動化系統的普及離不開廣大群眾的支持，然而我國部分地區的人們對節水灌溉自動化系統的認識不足，且由于節水灌溉自動化系統的安裝與后期維護費用較高，因此許多農民或者企業對其望而卻步。

3 如何促進節水灌溉自動化的發展

筆者針對上述節水灌溉自動化系統發展中存在的問題，提出了一些改進建議，用以促進我國節水灌溉自動化技術的發展，具體如下。

3.1 加大節水灌溉自動化研究人才的培養與引進力度

高素質的研究型人才是我國節水灌溉自動化技術研究穩定開展的重要保障，針對于我國目前相關節水灌溉研究型人才較為緊缺的現狀，筆者建議，可從以下兩個方面著手展開工作。

3.1.1 加大高校改革力度，促進國內節水灌溉自動化研究的發展

目前，我國高校對節水灌溉自動化系統研究型人才的培養工作重視程度不足，相關的專業教育質量較為低下，這在一定程度上使得我國的節水灌溉自動化研究進展緩慢。為此我國教育主管部門應當加大高校教育改革力度。例如，政府可以要求沒有開通節水灌溉自動化專業且具有一定教育實力的高校開通節水灌溉自動化專業，并聘請有資歷、專業素質較高的教師開展相關的節水灌溉自動化教育工作。而針對已有節水灌溉自動化專業的高校，政府可以建議其設立較為豐厚的獎學金，專門用于獎勵在相關課程的學習上取得突出成績的學生。同時，高校也可以通過降低節水灌溉自動化專業的錄取分數線來實現增加人才儲備的目的。

3.1.2 積極引進國外高素質人才

當前，世界上擁有較為成熟的節水灌溉自動化技術的國家有美國、以色列等。因此，政府部門與相關企業應當積極引進上述國家的節水灌溉自動化人才，并適當提高這些國外人才的薪酬待遇，如此不僅能促使國外人才更加努力地工作，還能吸引到更多的外國人才來到中國開展相應的節水灌溉自動化研究，最大程度地促進國外先進技術與國內技術的融合，從而促進我國節水灌溉自動化研究的發展。

3.2 增大對節水灌溉自動化研究工作的資金投入

節水灌溉自動化具有一定的復雜性，并且在研究過程中人們需要大量購進新式設備，因此，研究人員需要大量的資金才能順利開展相關的研究工作。對此政府應當增大對研究的資金投入力度，并且給予相關節水灌溉研究企業政策性支持。例如，降低其銀行貸款利息等，保證企業資金鏈正常運行。

3.3 積極宣傳節水灌溉自動化，降低成本

政府部門與相關企業應當積極宣傳節水灌溉自動化系統對于農業的深遠影響；同時，相關的節水灌溉自動化系統研究企業應當努力控制節水灌溉自動化系統生產、研究環節的成本，同時采取薄利多銷的經營模式，在保障企業的基本經濟效益的同時，大幅降低人們安裝節水灌溉自動化系統的成本，促進節水灌溉自動化系統在國內的普及。

4 結語

中國是一個農業大國，農業的發展是我國經濟騰飛的重要基礎與保障，因此提高農作物產量是我國農業部門的重要工作。節水灌溉在減少農業用水的同時能大幅增加農作物的產量，因此相關方面應當積極推廣節水灌溉，并切實做好其自動化的工作。

（責任編輯：趙中正）