電氣自動化技術在農業灌溉中的應用

杜翔宇

電氣自動化技術在農業灌溉中的應用

杜翔宇

（荊楚理工學院湖北荊門448000）

近年來，為了推動我國農業的現代化建設，政府、科研單位、農業企業等社會各界長期致力于先進農業技術的推廣普及。文章從提升管理水平、改善節水質量兩個角度出發，分析了電氣自動化技術在農業灌溉中的應用價值，圍繞溫室大棚灌溉、節水灌溉、無土栽培灌溉、灌溉水處理四個方面，探究了電氣自動化技術在農業灌溉中的應用表現。

電氣自動化技術；分布控制系統；農業；灌溉；應用

從當前來看，我國農業水平雖已呈現出了穩定的發展態勢，但仍有很大一部分農業企業、個體農戶的生產效益處在較低水平。究其原因，主要是先進技術的實踐力度較低，使得部分農業生產環境受到傳統理念、傳統方法的落后性限制。據此，為了提升我國農業領域中水資源利用方式的實踐質量，我們有必要對電氣自動化技術在農業灌溉中的應用進行分析討論。

1 應用價值

無論是從生產效益上還是社會效益上，電氣自動化技術在農業領域中的應用都極具必要性。具體來講，電氣自動化技術在農業灌溉中的應用價值主要表現在以下幾個方面：

首先，電氣自動化技術能全面提升灌溉管理的工作水平。在傳統的農業灌溉管理工作當中，灌溉水量、灌溉周期等方面的方案制定及生產實踐對人員經驗具有很強依賴性。此時，若相關人員缺乏良好的農業生產知識，或并未立足實際進行灌溉方案規劃，將很可能造成灌溉水量、灌溉周期與當下的農作物需求、土壤水含量相偏離。這樣一來，若水量過多、灌溉過頻繁，將會導致農田土壤過于潮濕，出現農作物爛根、細菌滋生等問題；若水量過少、灌溉間隔過長，將會導致農田土壤缺水，無法支持農作物的健康生長[1]。

相比之下，將電氣自動化技術應用到農業灌溉中后，技術平臺系統會對農田中土壤、農作物的現狀情況進行全天候動態采集，并根據相關人員預設的標準參數，對土壤、農作物的水資源需求做出分析。隨后，技術平臺系統便可根據數據信息的分析結果實現水泵、水閥等灌溉設備的自動控制，進而實施出科學適量的灌溉行為。同時，基于長時間的數據采集、分析與儲存，電氣自動化技術平臺系統還可生成階段內土壤、農作物的數據變化曲線，進而為相關人員研究農作物生長規律、評價灌溉方案可行性打下依據基礎，進一步促進農業灌溉管理工作的科學發展。

其次，電氣自動化技術能有效改善農業灌溉的節水質量。在傳統的農業灌溉工作當中，相關人員大多采取粗放型、統一化的灌溉策略，即定期、定量對整體農田進行水資源灌溉。基于農田內農作物種類的不同，傳統的灌溉方式存在較強的應用模糊性，很難實現水資源供給量與農作物需求的標準化匹配，進而不利于農作物的健康生長。同時，傳統的灌溉方式過分強調統一供給，還會造成大量的水資源浪費。在此背景下，將電氣自動化技術與分布控制系統結合應用到農田灌溉工作當中，能有效實現不同作物狀態、不同田塊質量的針對性分析，進而依據差異性的管道布置與信息反饋，制定出按需配水的最優化灌溉方案。這樣一來，在實現灌溉水資源節約的同時，還有助于將水資源利用率提升到較高水平，賦予農業生產以優秀的用水效益。

2 應用表現

在農業現代化發展的過程當中，將電子自動化技術應用于灌溉管理工作當中，既是科學滿足農作物灌溉需求的主要保障，也是實現水資源高效利用與有效節約的重要舉措。現階段，電氣自動化技術主要可應用于農業灌溉工作的以下幾個領域：

2.1 在溫室大棚灌溉中的應用

隨著市場經濟的繁榮發展，我國農業市場形成了日益激烈的競爭態勢。在此背景下，各農業生產企業為了在湍急的競爭洪流中站穩腳跟，獲得有力的市場話語權，紛紛投入了研究科技、創新科技、應用科技的行列當中，致力于用先進的科學技術武裝生產工作，不斷提升農產品的整體質量，從而得到更高水平的收益回報。

基于此，電氣自動化技術被引入到了溫室大棚的農作物種植管理當中，發揮出了有效的生產質量提升作用。在此過程中，相關人員通過電氣自動化技術平臺的遠程控制系統，可實現與溫室大棚中各傳感器設備的信息互聯，進而動態化、全面化地對大棚中農作物的生長狀態做出監測。在監測過程中，電氣自動化技術平臺會對農作物的生長信息進行分析處理，若分析結果為植物缺水，電氣自動化技術平臺便會向上方終端系統發出警報，從而促使相關人員及時做出灌溉處理，以保證農作物生長條件的健康充足。同時，電氣自動化技術平臺還可將一定階段內的監測信息進行整合處理，自動繪制出曲線圖、條形圖等圖形數據。通過此類數據文件，相關人員能更加全面、科學地掌握農作物的生長規律，進而對當前的灌溉方案、管理策略做出調整[2]。

需要注意的是，溫室大棚應用領域下的電氣自動化技術具有廣覆蓋、全天候的運行特點，且投入成本相對較高，故而多應用于大規模的農業生產基地，不適用于農村地區的個體化小型農業生產。

2.2 在節水灌溉中的應用

節水灌溉是降低農業生產資源成本、實現農業生產綠色環保發展的重要管理舉措。將電氣自動化技術應用到節水灌溉領域中，需要多種科學的儀器設備作為支持。例如，為了保持水資源灌溉的自動響應與節約控制，需要應用電水泵、電動水閥等電氣設備；為了保證電子自動化節水灌溉的信息采集精準性，需要應用流量儀、溫度計、土壤水分感應器等檢測儀器；為了保證水資源在灌溉過程中保有合理的流動路徑，需要應用給排水管道、回水管道等管道構件。此外，節水灌溉的實施重點為針對性灌溉，即堅持“夠用為度”的資源供給原則，圍繞農田內不同區域中土壤含水量、作物需求的不同，實施出差異化、適應化的灌溉作業。因此，相關人員還應在電氣自動化技術的應用基礎上，引入分布式控制系統，從而實現不同田塊中農作物及環境信息的分別反饋。只有做好上述內容，才能在農作物健康生長的前提下，實現灌溉水資源的充分節約，發揮出電氣自動化技術的最大化應用價值。

2.3 在無土栽培灌溉中的應用

現階段，基于城市化建設步伐的不斷邁進，我國農業用地的實際面積日益減少。在這樣的時代背景下，無土栽培技術被研究開發出來，并被應用到農業生產實踐當中，形成了日漸成熟的新型農業技術體系。簡單來講，所謂“無土栽培”，即用人工研制的培養液及相關輔助材料，取代傳統農業生產中自然土壤的營養供給角色，實現農作物根系的生長促進，最終達到一次成苗的理想效果。在這一農業生產領域中，電氣自動化技術具有重要的應用價值。

在電氣自動化技術的應用背景下，相關人員可以數據信息的載體方式，對農作物的生長情況、健康狀態進行動態觀測，從而了解當前所用營養液的成分類型是否合理，并及時進行增減營養元素、調整栽培環境等科學改善措施。此外，基于電氣自動化技術對農作物生長數據的動態采集能力，相關人員還可將這一技術應用到無土栽培技術的科研優化當中，從而借助電氣自動化技術的支持，對同種營養液環境下不同農作物的生長能力、不同營養液環境下同種農作物的狀態表現做出了解，從而開發出圍繞不同農作物生長需求設計出的多種營養液類型，進一步強化無土栽培技術的功能覆蓋能力與實踐推廣范圍。

2.4 在農業灌溉水處理中的應用

在全社會倡導生態環保的環境背景下，我國農業逐漸向著綠色化、節能化的方向轉型，并推動著農業相關的水處理行業不斷向前發展。在實際的農業生產過程中，灌溉到農田中的水資源在流動、滲透等運動過程中，會攜帶上大量的化肥、農藥、蟲卵、懸浮物等污染雜質。其后，若不經處理直接將此類水資源排放到自然水體當中，很容易導致環境水源的大范圍污染，進而影響到水環境下動物植物的生存健康，甚至會導致市政水資源的下降[3]。

對此，將電氣自動化技術應用到農業灌溉廢水的水處理領域當中，能有效改善傳統中水處理工作的滯后性和片面性問題。在實際的電氣自動化水處理工作中，相關人員可預先將氮、磷、雜質含量等污染物的數據閾值設置到技術平臺當中，為平臺系統后續的信息采集與分析行為作出依據。其后，電氣自動化技術平臺即可通過布設在農田周邊的傳感器進行數據采集，從而對水體中各類污染物和雜質的含量做出分析。此時，若污染物含量或雜質比重超出預定值，電氣自動化水處理平臺便會自動關閉排水設備，并發出警報信息，提示相關人員對存在污染問題的農業廢水進行現場處理。同時，基于農業廢水中化肥等污染物的含量，相關人員還可對當前農業灌溉中所用肥水的成分、量級做出具體考量，并實施出科學合理的優化改進策略，進一步為農作物管理工作的增產增收、綠色發展做出保障。

3 小結

將電氣自動化技術應用到農業灌溉領域當中，能有效改善傳統農業灌溉管理工作的粗放化、經驗化問題，進而達成最佳的水資源利用效果。在實際的應用過程中，相關人員可在電氣自動化技術及相關平臺系統、儀器設備的支持下，對農田中的農作物狀態、土壤質量進行動態分析與自動控制，從而實現科學化、高效化的灌溉作業。

[1]林文森,王宏斌.電氣自動化技術在灌溉管理中的創新及應用[J].農業工程,2019(08):47-49.

[2]鄧磊.電氣自動化技術在農業水利中的優化應用研究[J].珠江水運,2019(11):28-29.

[3]劉彤.電氣自動化技術在農業水利中的應用研究[J].農業科技與信息,2016(11):125.

杜翔宇(1997- )，男，漢族，河南開封人，在讀荊楚理工學院，本科，電氣工程及其自動化專業。

S277.7

C

2095-1205(2019)07-13-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.07.07