農業節水灌溉自動化技術的應用

楊葉娟

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

國家對保護水資源愈發重視，因此在農業灌溉自動化技術發展的過程中，也要融入節水的概念。但是在實際中節水灌溉自動化技術的應用效果并不理想，因此要深入研究農業節水灌溉自動化技術應用的相關內容。首先，研究節水自動灌溉的具體工作原理、工作特征、發展現狀等，明確節水灌溉系統的未來發展方向。其次，研究節水智能灌溉系統的具體功能，明確應用農業節水灌溉自動化技術的重要性。最后，提出相應的措施和建議，提高農業節水灌溉自動化技術的應用水平，從而提高農業的生產效率和質量，有效減少水資源的浪費。

1 農業節水灌溉系統概述

1.1 節水自動灌溉的具體工作原理

在對農業節水灌溉自動化技術進行分析的過程中，發現節水自動灌溉系統中主要有傳感器、中央控制計算機、電磁閥、軟件系統以及數據采集系統等，具有內容多樣的特點[1]。在實際工作過程中，主要以農業作業的生產現狀為依據，分析和處理相應的數據信息，得出最適合農作物生長的灌溉數據，以此保障灌溉的科學性和規范性。而在農業節水灌溉自動化技術的實際應用過程中，以這些數據分析的結果為依據，通過系統中的傳感器傳遞農作物的需求信息，中央控制計算機對獲得的數據進行收集、計算以及分析，在確定具體的灌溉數據之后，執行灌溉任務。在執行農作物灌溉任務的過程中，灌溉系統會把實際灌溉數據與預期灌溉數據進行對比，一旦出現不同的數據結果，就會自動停止灌溉工作，以此保障灌溉工作自動化的目標得以實現。

1.2 節水自動灌溉的工作特征

農業節水自動灌溉系統應該有以下幾方面的特點[2]：

首先，要有操作簡單的特點。在技術應用過程中，只是針對農業灌溉進行使用，雖然在應用過程中存在一定的自動化技術實踐內容，但是其結果依然處于不理想的狀態。同時，農業灌溉工作人員在進行作業的過程中，存在專業水平有限的問題，這也會導致農業節水自動灌溉系統的實際工作效果受到影響。因此，要求農業節水自動灌溉系統操作簡單，以此保障自動化技術的實際效果。其次，要有抗腐蝕性的特點。在農業灌溉工作開展過程中，不單單是要對農作物進行基礎灌溉，保障農作物所需水分，還會使用諸多帶有化學性質的農藥，以此保障農作物的生長需求得到滿足。因此，要求節水自動灌輸設備具備優質的防腐蝕性，以此保障設備可以正常使用，進而發揮自動化技術的作用。最后，要有自動化調節的特點。在實際的灌溉工作過程中，節水灌溉自動化技術要對農作物生長所需的水分和肥力按照最佳比例進行調配，并且以農作物生長規律為依據，進行合理化和自動化的調節，以此保障農作物的正常生長。這也就要求節水自動灌溉系統應具備自動化調節的特點，以此維持農業節水自動灌溉系統的應用效果。

1.3 農業節水灌溉技術的發展現狀

節水灌溉技術的含義是使用較少的水量，在滿足農作物灌溉需求的情況下進行灌溉，以此促使水資源的最大作用得到發揮，促使節約水能和增產增收的目標得以實現。數據顯示，我國的堤防超過30 萬km，水資源供給能力超過6 000 億m3。同時，全國20.23 億畝耕地中，有效灌溉面積為10.2 億畝，節水灌溉面積達5.4 億畝。據水利部公開發布的相關數據，近40 年來，在全國灌溉面積增加3 億畝、灌溉保證率不斷提高的同時，灌溉用水基本沒有增加[3]。這主要是因為農村的經濟實力較弱，節水灌溉的設備質量處于較低的狀態，而且土地處于分散經營的狀態，在這種情況的影響下，多種農作物噴灌面積難以實現增加的目標。在節水灌溉自動化技術的應用過程中，需要依據農作物的生長習性、周期以及肥料釋放等多方面內容知識，同時要確保水渠處于防滲的狀態，而且需要低壓噴灌工作的支持，以此保障節水灌溉自動化技術的應用效果。

節水灌溉自動化技術最早應用在國外的部分國家中，這些國家的節水灌溉自動化技術處于成熟的狀態，而且擁有長時間使用經驗，因此，這些國家應用節水灌溉自動化技術為自身農業種植效果的提升提供助力[4-5]。隨著我國國家實力不斷提升，我國的農業種植效果也得到提升，逐漸開始將節水灌溉自動化技術應用于農業生產過程中。但是因為節水灌溉自動化技術在我國的應用時間較晚，處于發展緩慢和技術水平有限的狀態，所以在實際使用的過程中依然存在諸多的問題，使得我國農業自動化灌溉的效果難以得到保障。并且大部分的農業節水灌溉技術在應用過程中，都是處于半自動化的狀態，需要工作人員到現場進行操作。因此，在國家科學技術水平提升的背景下，要加大對農業節水灌溉自動化技術的研究力度，以此保障農業灌溉的效果，推動農業產業進一步發展。

1.4 農業節水灌溉自動化技術的發展趨勢

在國家科技水平顯著提高且國家對“三農”工作日益重視的情況下，要推動農業節水灌溉自動化技術向自動化、現代化以及數據化的方向發展，以此促進我國農業現代化發展。具體而言，要推動農業節水灌溉自動化技術向著以下幾個方向發展。

首先，向著無線傳感器節水灌溉方向發展。該方向以電子技術、自動化技術以及無線通信技術為主，促使信息信號的目標得以實現，可以更好地處理、分析收集到的信息，提高農業節水灌溉自動化技術的水平，是目前研究的主要方向。其次，向著3G技術節水灌溉的方向發展。這是借助GIS、GPS 以及GPRS 等技術進行灌溉的一種，可以有效地推動農業節水灌溉系統向著數據化、高效化以及現代化的方向發展。最后，向著電話網絡撥號的有線節水灌溉的方向發展。這主要是借助IMMS 中央控制系統，以有線電話網絡為基礎，進行農業自動化灌溉的系統。這個系統的應用，不僅可以促使灌溉的精準性進一步提升，而且還可以進行糾錯報警，減少人為原因導致的失誤，以此減少水資源的浪費。

2 節水智能灌溉系統的具體功能

2.1 變速的功能

節水智能灌溉系統在應用的過程中，會發揮其變速功能。這項功能實際運行的過程是將農作物所在地土壤的濕度值和適宜農作物的生長濕度值進行比較，根據比較結果，按照高、低標準進行灌溉。通常情況下，儀器上會存在3 個濕度標準的指示燈，可借助變頻器按照指示燈的狀態進行調節。同時，電動機內部也存在高、中、低三種轉速，與轉速指示燈相對應。

2.2 自動停轉的功能

這項功能在實際運行的過程中，以土壤的干濕度為依據自動判定噴灌設備開啟的狀態，然后對電動機的轉速進行控制，保障噴頭可以360°噴轉的方式進行灌溉。在工作一段時間之后，會停止一段時間，之后再進行工作，最終在濕度達到標準之后，自動關閉系統，停止噴灌工作。

2.3 故障自動檢測的功能

這項功能是對節水灌溉系統的故障進行檢測，并且采取相應的措施解決故障。通常情況下，會應用在水管破裂、傳感器故障以及其他部位故障的處理中，控制水泵停止工作，之后故障警報燈會亮起，提示工作人員節水灌溉系統出現故障。在故障解除之后，故障警報燈會恢復正常狀態，取消報警狀態[6-7]。

2.4 急停的功能

在智能灌溉系統出現故障的時候，可以按下急停功能按鈕，然后智能灌溉系統會直接停止工作，其中的閥門也會被關閉，噴頭也停止工作。

3 農業節水灌溉自動化技術的具體應用措施

3.1 提高節水灌溉自動化技術的硬件設備標準

要想保障農業節水灌溉自動化技術的應用效果，就要提高自動化技術中的硬件設備標準。在這個過程中，要做到以下幾點。

首先，嚴格控制和規范使用的設備，尤其要對傳感器和控制器進行控制，保障這兩種設備向著數字化和標準化的方向發展。控制器的數字化發展，可以更好地保障數據信息的采集和存儲效果；傳感器的數字化和標準化發展，可以提高數據的精準度，進而保障農業節水灌溉自動化技術的應用效果。其次，提升硬件設備的標準，保障農業灌溉自動化技術的應用質量，并且將數字化和標準化要求融入灌溉作業的全過程。通過這樣的方式，有助于實現信息共享的目標，還有助于實現遠距離控制灌溉裝置的目標，推動我國農業節水自動化灌溉技術進一步發展。

3.2 加大農業節水灌溉自動化技術的創新力度

目前我國的節水灌溉自動化技術還處于初級階段，所以為了提高節水灌溉自動化技術應用水平，要加大節水灌溉自動化技術的創新力度，主要做好以下幾方面工作。

首先，研究機構要做好和企業的合作與對接工作。因為在研究節水灌溉自動化技術的過程中，結合其中的不足以及市場需求等內容，與企業進行合作與對接，既可以獲得充足的研究資金，保障有資金引進先進的研究設備和優秀的研究人才，又可以對市場需求進行充分調研，以此保障節水灌溉自動化技術更具有針對性。其次，政府要加大扶持力度，主要從政策、資金等方面進行支持，引進國外先進的自動化技術和理念，為節水灌溉自動化技術的創新培養優質的人才，以此保障人才、資金、觀念與技術等均處于充足的狀態。最后，要合理調控企業的風險，調動提高企業參與研發的積極性，鼓勵企業為研究機構提供資金、設備以及技術等方面的支持。通過以上途徑加大節水灌溉自動化技術的創新力度，進而有效地提升我國節水灌溉自動化技術應用水平[8-9]。

3.3 提高農業技術技能人才的專業能力

為了保障農業節水灌溉自動化技術的應用效果，要大力培養專業技術人員，使其具備提取農作物生長所需信息的能力。在農業灌溉過程中，先要對灌溉土地的信息進行測量，然后提取出有用的信息，以此為自動灌溉標準值的確定提供參考。重視對專業技術人員提取農作物生長所需信息能力的培養，可以更好地對農作物進行實時監督和管理，進而精準地了解農作物生長的需求，并以此為依據，為農業節水灌溉自動化技術的應用制訂科學合理的灌溉方案。這樣既可以保障農業灌溉的效果，又可以達到節約水資源的目的。

3.4 加大農業節水灌溉自動化技術的推廣力度

農業節水灌溉自動化技術的應用效果處于不理想的狀態，一個主要的原因就是推廣人員重視程度不夠，未做好技術推廣工作。為了解決這個問題，保障農業節水灌溉自動化技術的應用效果，就要加大農業節水灌溉自動化技術的推廣力度。要組織農業工作者參與學習和培訓，使其充分了解和掌握節水灌溉自動化技術，調動提高農民應用該技術的積極性和主動性，提高農民實際的技術操作水平和能力，以此擴大農業節水灌溉自動化技術應用范圍，提高農業種植的質量和產量，推動農業現代化發展，最終為國家實力的提升和節約水資源目標的實現等提供助力[10-11]。

4 結束語

綜上所述，在國家快速發展的過程中，要想保障農業節水灌溉自動化技術的應用效果，就要從目前我國農業節水灌溉自動化技術應用現狀入手，對節水灌溉系統的工作原理、工作特征、發展現狀以及具體功能等內容進行分析，明確我國農業節水灌溉系統未來發展方向，并提出相應的應用措施和建議。通過這樣的方式，可以解決農業節水灌溉方面的問題，提高農業節水灌溉的水平，提高農業生產的效率和質量，保護和節約水資源，為農業現代化發展提供助力，進而促使我國農業實力提升，最終實現提高國家整體實力的目標。