時間:2023-03-15 15:03:48
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇節水灌溉技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
1.1農民們積極推行
節水灌溉業的發展離不開農民們的支持和參與。因此,一定要讓農民們參與到節水灌溉農業中來,不僅如此,還要把意識貫穿到農業生產的全過程。首先,不僅要樹立節約用水的意識,還要大力促進農業所生產的增產,這是最根本的目標。其次,一定要全面促進高效節水的落實,具體來說,就是要控制用水量,關注灌溉技術在增產增收方面對農業的促進作用。針對以上兩點,要廣泛結合國內高效節水灌溉技術的應用成功的典型事例,從這些事例中學習成功的經驗和方法,分析與研究他們這些事例中的成功的經驗,根據實際轉化為具有當地特點的技術并落實。
1.2灌溉設備的支持
首先,發展節水灌溉需要節水灌溉設備的支持。任何節水灌溉技術的使用都需要先進設備的支持,我國的技術之所以沒有長足的發展,很重要的原因是國內的設備制造業專業化的生產程度都不高,具有滯后性。如果設備的質量不過關,就會直接導致農業的灌溉技術不能合理有效的利用,直接給農民帶來嚴重的經濟損失,甚至在某些情況下,還會嚴重損傷農民的灌溉的積極性。因此,必須使用優質的設備來保障灌溉技術的落實。其次,節水灌溉業的發展離不開國家的資金的支持。建議國家在對水利業進行投資的時候,著重向節水灌溉方向走。對資金的籌措要盡量多元化,把這些資金集中起來,集中地資金用來對各個地區的大型灌溉區進行綜合合理的整治。最后,結合農業的種植結構,進行全面的調整。對一些高效的節水灌溉工程進行投資建設,全面實現農業從傳統走向現代化進程。要做到經過合理整治之后的灌溉區不僅能夠實現農業的增產增收的,還能夠促進農業生產方式的進步與提高,全面的走一條農業產業化經營的道路。
2創新節水灌溉技術
2.1創新觀念發展高效現代農業
節水灌溉技術的落實,最大的收益者農民群眾。因此,農民群眾要積極的對土地資源進行大力整合,根據土壤結構來實現高效率節水。此外,還要對農民進行技能培訓,全面實現農村勞動力的轉移,提高農民產業經營的自主性,實現共同經營,共同收益。在這個過程匯中,還可以由政府組織實現合伙承包,農戶可以加入到合作社,由合作社組織大力發展高效節水農業。
2.2引導農業現代化發展
首先,要建立起高效節水示范區來引領農民們進行高效農業的發展。建立示范區以后,促進高效節水農業發展的先進技術和模式才能被廣泛應用,這一示范區域的產量和增產效益也會明顯的比其他地方的產量高;同時,也能帶動周邊農民大力發展生產的積極性。其次,適時的更新農民的生產觀念,解放農民思想,發揚農民生產的自主性。面對農業發展的新形勢,必須要從實際出發轉變農民們的思想,要求農民的思維開闊,敢于創新。
2.3把農民群眾作為主體
首先,堅持把農民當成是農業生產發展的主體,全面提高農民生產的積極性,充分發揮農民的創造力,引導他們合理籌集資金,使農民們真正的成為發展高效節水農業的真正的受益者。充分發揮農業是第一生產力的作用,堅持以人為本為原則,要全面落實以人為本的觀念,充分地體現出科技的發展離不開人類的思維的創新。其次,廣泛調動起農業科研人員的積極性,在科研人員的帶領下,農民們的勞動熱情也逐漸的高漲,全面促進農業的增產增收。讓農民們都參與到科技創新中來,使他們切實的享受到創新的成果,充分有效的發揮農民在農業生產中的積極性和熱情,走協調、可持續發展的道路。
3結語
關鍵詞:節水灌溉;技術,趨勢,建議
節水灌溉技術的發展不僅是節水的需要,也是農業現展的需要。發展節水灌溉技術對于推進現代農業、建設節約型社會有十分重要的意義。為此,筆者就我國節水灌溉技術及發展趨勢作一探討。
1.節水灌溉技術含義及體系
節水灌溉技術是比傳統的灌溉技術明顯節約用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的總稱。灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,主要包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節。在各個環節采取相應的節水措施,組成一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術。
節水灌溉技術體系主要包括以下幾個方面:(1)灌溉水資源優化調配技術。主要包括地表水與地下水聯合調度技術、灌溉回歸水利用技術、多水源綜合利用技術、雨洪利用技術。(2)節水灌溉工程技術。主要包括渠道防滲技術、管道輸水技術、噴灌技術、微灌技術、改進地面灌溉技術、水稻節水灌溉技術及抗旱點澆技術。直接目的是減少輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失,提高灌溉效率。(3)農藝及生物節水技術。包括耕作保墑技術、覆蓋保墑技術、優選抗旱品種、土壤保水劑及作物蒸騰調控技術。(4)節水灌溉管理技術。包括灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等。
2.節水灌溉新技術
目前,比較有發展潛力的節水灌溉新技術是:(1)與生物技術相結合的作物調控灌溉技術。就是從作物生理角度出發,在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經歷有益的虧水鍛煉,改善品質,控制上部旺長,實現矮化密植,到達節水增產的目的。(2)應用3S技術的精細灌溉技術。就是運用全球衛星定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS),遙感技術(RS)和計算機控制系統,實時獲取農用小區作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術,可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產業率。T是農田灌溉學科發展的熱點和農業新技術革命的重要內容。(3)智能化節水灌溉裝備技術。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術集成節水灌溉機械與設備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優的節水增產效果。
3.節水灌溉技術發展趨勢
我國的節水灌溉技術發展呈現以下趨勢:(1)噴灌技術仍為大田農作物機械化節水灌溉的主要技術,其研究方向是進一步節能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。(2)地下灌溉已被世人公認是一種最有發展前景的高效節水灌溉技術。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關鍵技術的解決,今后將會得到一定的發展。(3)地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術。隨著高效田間灌水技術的成熟,輸配水有低壓管道化方向發展的趨勢。(4)農業高效節水灌溉技術管理水平越來越高。應用專家系統、計算機網絡技術、控制技術資源數據庫、模擬模型等技術的集成,達到時,空、量、質上的精確灌水,是今后攻關的重點。(5)節水綜合技術的開發利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途徑,也是今后節水灌溉發展的方向。
4.發展節水灌溉技術的政策建議
(1)提高發展節水灌溉技術的認識。我國是一個水資源短缺的國家,隨著人口增加、經濟發展、社會進步,農業灌溉用水要在用水總量基本不增加的情況下保障我國糧食安全,只能走內涵式發展的道路,灌溉必須走節水型的發展道路。因此,我們應加大對發發展節水灌溉技術的宣傳教育力度,使全社會都來關心節水灌溉技術,形成一個較好的節水灌溉技術發展環境。
(2)形成發展節水灌溉技術內在機制。通過制定和運用好水價、水權這些經濟手段,對農業用水需求進行有效調控,削弱低效益膨脹型的用水需求,杜絕無效益浪費型的用水需求,促進節約農業用水的需求,從而推進節約灌溉技術發展。
論文摘要 農業是我國各行業中的用水大戶,因此農業節水建設與管理就顯得十分重要。就農業節水中的項目建設、節水管理、研究方向等問題進行了思考。
我國是一個農業大國,水資源利用的70%以上用于農業灌溉,近年來隨著工農業高速發展,在農業灌溉工程和建設運行管理方面,確實存在一些問題,如:投資能力不足,許多灌溉工程未建成即投入生產運用;投產之后,又由于資金缺乏,設備不能正常維修養護,有效灌溉面積呈衰減趨勢;建成的灌溉項目管理制度不健全,管理單位無自主權,使工程效益不能充分發揮;對項目管理及其效果缺乏監測制度和評價指標等,“重工程、輕管理,重大型、輕小型,重骨干、輕配套,重建設、輕效益”的現象還較為普遍。
1 農業水利建設的特點
一是地域性差別大,不同地區的農業種植結構、水旱災害的主次地位,以及排灌工程結構均有顯著差別。二是受氣候條件影響,一個灌區內不同年份的灌溉需水量和對排水的要求也有所不同。三是農業為弱勢產業,隨著二、三產業的發展,從事農業生產的比較效益越來越低;實施節水灌溉,節省灌溉用水,增加農民經濟效益有限,節省下來的水資源大部分為城市和工業利用,或者成為生態環境修復用水。因此,節水灌溉項目工程建設與改造的資金,以及管理工作增加的費用大部分應當由政府財政承擔。四是農業灌溉屬多學科交叉科學,開展節水灌溉需要多部門通力協作。五是農業水利工程的生產效果和對環境的影響,是在工程投入運用之后,隨著時間的推移,而逐漸顯示出來的。
2 節水灌溉研究
開展農業節水灌溉的科學研究,需要采取開放方式,吸納多學科專家參與;需要科學總結建成工程的管理運用效果,從中取得經驗和改進方向;需要跟蹤農民生產進行監測,取得的科學數據直接為改進生產管理服務。開展農業節水灌溉的科學研究分2個層級。一是宏觀戰略研究,意在為灌區建設找出正確方向,使之與流域和區域的水資源配置相適應;二是微觀的技術性研究,意在解決生產管理的技術性問題,并為落實宏觀戰略研究提供支撐。農業節水灌溉的戰略科學研究課題,一般以國家級重大研究項目下達,由中央科研機構與地方科研機構協作承擔,成果需得到中央和地方政府主管部門認可和組織實施。節水灌溉的微觀技術性研究內容,包括監測研究各種農作物不同灌溉方式和節水措施條件下的騰發耗水量、耕地多種作物的平均騰發耗水量、項目區包括耕地和非耕地的綜合騰發耗水量、水資源平衡分析、地表水與地下水的水質變化、土壤肥力變化、化肥農藥使用效果及其對環境的影響,以及各種技術措施對農業增產節水的效果等。這些研究均應在項目區耕地上設監測點和對比點,跟蹤農民生產進行監測分析,以使監測資料反映項目區實際情況,研究成果直接服務于生產實際。
3 農業節水灌溉方式及其發展需注意的問題
農業節水灌溉方式,一是采取工程技術措施減少灌溉水的滲漏流失,提高灌溉效率;二是采取工程、農業和管理的綜合節水措施,降低水分騰發量,提高農作物的水分生產率。二者結合,缺一不可。采取綜合節水措施,減少農業水分騰發量,提高農作物水分生產率,對節水灌溉有普遍意義。資源性缺水地區需控制灌區騰發耗水量,使之與當地可利用的水資源量相平衡。工程性缺水地區也需控制灌區水分騰發量,以縮小水資源調蓄工程規模,降低工程投資。對灌區內部工程而言,減少農田水分騰發量,可減少灌溉用水量和渠系供水流量,降低工程造價。正確選擇農業技術與灌溉技術的組合,可取得節水與增產的雙重效果。
在農業節水灌溉的發展方向上需要考慮以下方面的內容:一是農業節水灌溉項目的建設目標,是減少灌區水分騰發量,提高農作物的水分生產率。為此需要多部門協作,采取綜合節水措施,節水的同時增加農作物的產量和產值。二是農業節水灌溉項目應把開發地下水灌溉作為一項重要的基礎設施,以提高水資源利用率和灌溉保證率,并發揮旱澇鹽堿綜合防治的作用。三是改革灌區管理體制與運行機制。在灌區建立用水者協會參與項目建設與管理,發揮農民自主管理的積極性,是農業節水灌溉貫徹群眾路線的最佳方式。實踐證明,無論是地表水灌區,或地下水灌區,這樣做都是成功的。四是灌區建立供水組織,統一管理地表水與地下水開發利用的工程布局和配置運用,是水資源科學利用的組織保障,避免再度出現興渠廢井和興井廢渠的失誤。五是在資源性缺水的井灌區,應以縣為單位建立供水組織和制度法規,統一管理全縣的地下水開發利用。六是核算用水成本,按成本水價和用水量計收水費,是保證灌溉工程正常運作和可持續發展的經濟基礎,也是激發農民節約用水的經濟手段。如為了減輕群眾經濟負擔,以低于成本水價收取水費,則少收的水費應由政府財政給予補償,不能使管理單位因經費不足,工程設施無力維修,拼消耗帶病運轉。
論文摘要 七臺河市新興區紅旗鎮的水資源現狀急需發展節水灌溉,通過多年來的實踐,總結出了適合當地特色的、不同類型區的節水灌溉工程技術模式,如果能在生產生活中得到推廣和應用,將會取得顯著的節水、增產、增效的效果。同時提出了推廣這些節水灌溉模式過程中存在的一些問題及對策。
水利是農業的命脈,糧食的增產往往是通過灌溉面積的增加來實現的,然而灌溉面積的增加已受到水資源總量和用水結構變化的雙重制約。因此,發展農業的根本出路在于節水。推廣節水灌溉技術模式能更好地使用節水灌溉技術,發展節水農業,提高水資源的利用效率,這是加強農業基礎設施建設、加快農業科技進步、提高農業綜合生產能力的一種有效措施。紅旗鎮是七臺河市新興區唯一的鄉鎮,地處城郊,總面積130km2。全鎮轄12個行政村,2個直屬場,耕地面積1 950hm2,總戶數5 576戶,總人口約2.38萬人,其中農業人口約1.86萬人。由于歷史原因,紅旗鎮與新興區城區沒有明顯的地域界限,有6個村屬城中村,城鄉混居。農業用水主要依靠由桃山水庫調劑的倭肯河水和地下水。而七臺河市又是一座水資源匱乏、缺水比較嚴重的煤炭工業城市。多年平均水資源量8.36億立方米,人均占有水資源量948 m3,是全國人均水平的1/2、全省人均水平的2/5。七臺河市區多年平均水資源量2.38億立方米,人均占有水資源量466 m3;均低于全省水平。桃山水庫擔負著全市城區居民的飲用水、工業用水,包括紅旗鎮在內的下游多個城、鎮的農業用水。遇到干旱年份,城區居民的飲用水及工業用水都不能完全保證,農業用水更是無從談起。新興區是七臺河老區,是七臺河市四大國有煤礦所在地。全區142km2的土地,大部分都是地下采空區,地下水流失嚴重,干旱季節,水量遠遠不能滿足小井灌溉需要。
1紅旗鎮不同類型節水灌溉的工程技術模式
1.1新建井灌區節水增效灌溉工程技術模式
按照“以水定井,統一規劃,合理開采,嚴格管理”的原則,在新建的井灌區發展節水增效灌溉。以開采有穩定可靠補給來源的淺層地下水為主,將井灌建設和節水灌溉結合起來,建設成節水型井灌區,做到既促進農業的發展,又防止地下水超采、環境惡化的結果。這種模式是:合理布井,采用先進的成井工藝提高機井質量,配套小型移動式噴滴灌機等節水灌溉設施。紅旗鎮按照這種模式可建成中心灌區26.7hm2,輻射區80hm2,項目區建成后灌水定額將會明顯下降,年節水預計10萬立方米,在全部農田實現全生育期灌溉的同時,地下水將得到有效控制,灌溉期間地下水位將基本保持不變,可有效提高農業抗災能力。由于取消了田間輸水土渠,還可節省渠道占用耕地面積。
1.2灌區田間工程節水改造模式
由于紅旗鎮原輸水渠道防滲襯砌率低,田間工程不配套,灌水方法落后,是發展節水灌溉的重點區域,特別是田間工程部分,由于以群眾投入為主,是當前節水灌溉最薄弱的環節。因此,這類灌區在對干、支渠等輸水工程進行防滲的同時,對田間工程進行節水改造。改造的模式是:對斗、農渠進行防滲襯砌,平整土地,重新確定溝渠規格,采用小畦灌、溝灌、長畦短灌和波涌灌等先進的地面灌水技術,并通過開展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤計劃濕潤層深度和采用覆蓋保墑等農業綜合節水技術,實現渠灌區全方位節水。
1.3節水抗旱灌溉工程技術模式
由于七臺河市處在十年九春旱的季節性缺水地區,這類地區在農作物播種季節經常性地發生干旱,而在其他生長季節或生育階段降雨可滿足需水要求,如不采取抗旱灌溉輕者減產,重者絕收。對這類地區,采取的節水灌溉工程技術模式為:選用適宜當地的各種節水灌溉技術,如坐水種、軟管灌溉、輕小型移動式噴灌機組等和植樹種草培肥土壤、覆蓋保墑、合理耕作、采取節水灌溉制度相結合。紅旗鎮可采用坐水種節水抗旱灌溉模式,利用行走式注水點播機,將開溝、注水、點種、施肥、覆土一次作業完成,主要用于玉米、大豆的抗旱點灌。
2推廣對策
2.1加強宣傳,提高群眾的節水意識
發展節水灌溉必須要加強對節水灌溉技術的宣傳普及,實現干部群眾觀念上的變革。由單純的澆地向澆作物、科學節水轉變,用科學技術手段武裝農業。同時,做好節水灌溉的科技交流,讓群眾認識到農業節水的必要性和重要性,采用先進的取水、輸水設施,先進的微灌、噴灌機械,先進的滴灌、滲灌、微灌方法,提高水的有效利用率。
2.2政策配套,提高灌溉用水管理水平
由于節水法規制度建設相對滯后,尤其是灌溉用水的市場機制不鍵全,農用水價偏低,不利于節水灌溉工作的開展。在推行節水灌溉中,管理是最重要的環節,也是目前最不為人們重視的環節,重建設、輕管理仍是長期以來沒有解決好的一個重大問題。當前,灌區的農田灌溉水的水價僅為供水成本價的1/3~1/2。據有關部門統計,目前在水、種、肥農業生產投入三要素中,種子投入占27%,肥料占34%,而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌區,水費支出僅占平均純收入的2.1%。由于水價太低,導致農民不愛惜水,不舍得在購買節水灌溉設備上花錢;由于水價太低,灌溉管理單位收取的水費入不敷出,反而鼓勵農民多用水;由于水價太低,水利工程難以維修更新,工程老化失修、帶病運行,效益日趨下降。在節水灌溉管理中,加快水價改革是最重要的管理措施。1998年中央水利工程供水出庫價或河道取水的渠首價平均1.3分/m3;地方水利工程的平均供水價格(批發價)為2.9分/m3;農業用水零售價5分/m3,適當提高水價,逐步達到成本水價,是水價改革的方向。目前不少灌區已開始適度提高灌溉用水的水價,但達到成本水價還很困難。為避免因水價上提,引起農業生產成本輪番上漲,應實行鼓勵節約用水的科學水價制度,如容量和計量兩部制水價和累進制水價,對于浪費水資源的行為,實行懲罰性水價。此外,在水資源的合理調配和灌溉服務體系的建設方面,也還遠不能適應當地經濟和社會發展的需要。因此,要根據不同的生產條件對不同類型,特別是小型水利工程因地制宜地實行股份制改造、承包經營、股份合作制、租賃拍賣等多種形式的產權制度改革。大中型灌區要積極推廣用水戶參與管理的經驗,通過提高水價和加強管理,逐步實現以水養水,達到節水的良性循環。要加強灌區內部管理,精簡機構,分流冗員,落實多種形式的經營管理責任制,降低成本,提高經濟效益。
2.3進一步強調因地制宜,克服推廣中的盲目性
目前可供選擇的節水灌溉技術有很多種,但都有一定的適宜范圍,必須因地制宜,做好調查研究,進行充分論證和多方案比較,特別要考慮當地的實情,選擇最適合本地區發展的節水灌溉技術措施。盡管在發展節水灌溉的過程中,主管部門一再強調要堅持因地制宜的原則,但是當前各地在推廣應用節水灌溉技術中,仍然出現一些不恰當的做法。如:不按規律辦事,行政干預較多,不根據需要和可能,不充分征求農民群眾的意見,沿國道成線、成片修建僅為供參觀用的所謂樣板工程或旅游農業;有的農業節水灌溉工程本已有比較完整的低壓管道輸水灌溉系統,又在上面重復修建噴灌工程,上級參觀時開噴灌,實際生產時用管灌;有的井灌區已嚴重超采地下水,形成地下水降落漏斗,本應通過修建節水工程減少地下水用量,改善和恢復生態平衡,但卻繼續擴大灌溉面積,地下水開采量不但不減少反而增加等。造成投入大量資金建成的節水灌溉工程不但不能發揮應有的效益,而且還挫傷了農民發展農業節水的積極性或帶來負面的社會效應。
3結語
由于紅旗鎮地域廣闊,各村經濟條件不同,作物類型有別,氣候差異較大。因此,發展節水灌溉要從各地的實際出發,在充分考慮當地自然條件和農村社會經濟水平的基礎上,因地制宜地選取各種適宜的節水灌溉技術和模式。發展節水灌溉是一項系統工程,要將農業措施與水利措施相結合、工程措施與非工程措施相結合、軟件建設與硬件建設相結合,形成各種節水技術的組裝、配套與集成。發展節水灌溉還應以經濟效益為中心,以提高水、土資源利用率和增產、增收為目標,通過發展節水技術促進農業結構的調整、促進各種先進適用技術的應用、促進農業質量和效益的提高,推進農業現代化和產業化進程,實現農業增產、增收,使農民得到更多實惠,用顯著的經濟效益引導廣大農民群眾發展節水灌溉。
參考文獻
[1] 吳景社,李英能,黃修橋,等.推廣節水灌溉是中國現階段先進生產力的發展要求[J].節水灌溉,2001(2):19-21.
關鍵詞:旱地農業;節水灌溉;微灌;膜上灌
中圖分類號:S275 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-11-0234-1
0 前言
旱地農業是指在降水量偏少、有水分脅迫而無充分灌溉條件的半干旱和半濕潤偏旱地區,主要依靠天然降水從事農業生產的旱養農業。國際上通用的旱農定義是指在有限降水(典型的是在年降水少于500mm)的地區,不采用灌溉而種植作物的農業,或者“旱農是指在有限降水的半干旱氣候或地區從事無灌溉的作物生產”。
在我國,旱地農業的面積約占全國陸地面積的56%左右,耕地面積約5.05×107hm2,占全國總耕地面積的55.4%,灌溉面積僅占全國的15.8%。主要分布在沿昆侖山–秦嶺–淮河一線以北的廣大地區。我國北方旱區水資源十分貧乏,大部分地區年降水量為300~500mm,水資源總量不足全國的20%;耕地平均水量越為5.580×103m3/hm2。自然降水年際間變率大,季節分布不均,旱災頻繁。嚴重的水資源短缺已成為農業和農村經濟發展的“瓶頸”,因此要實現農業可持續發展,就要大力發展旱地節水灌溉節水。
本文介紹了金溝河流域旱地農業節水灌溉技術的發展現狀,并在此基礎上進一步探討了旱地農業節水灌溉技術在整個新疆的應用,并結合干旱地區旱地農業的實際特點,展望了膜上灌溉技術在我國干旱地區的發展前景。
1 國內外農業節水技術的發展動態
節水灌溉技術是當前世界各國在農業灌溉技術發展方面的焦點。在節水灌溉技術的發展歷程上,國外以微灌中的滲灌出現得最早。在1860年,德國首次利用了排水瓦管進行地下滲灌實驗,實驗結果表明:地下滲灌可使種植在貧瘠土壤上的作物在產量上增加倍余。1920年,在水的出流方面實現了一次的突破,并且成功研制出了一種帶有微孔的陶瓷管。而這種帶有微孔的陶瓷管能夠使水流沿著管道從孔眼輸送到土壤。在1923年,蘇聯和法國同時也進行了管道灌溉研究實驗。而荷蘭與英國則應用管道灌溉技術灌溉溫室花卉與蔬菜。二戰后,隨著塑料工業的迅速發展,出現了各種塑料灌溉管道。由于塑料灌溉管道易于穿孔,且連接方便、價格低廉,使節水灌溉系統在管道輸配水技術方面實現了第二次較大的突破。基本形成今天節水灌溉的技術體系。20世紀50年代中后期,以色列研制成功了長流道管式滴頭,使在滴灌技術的輸配水發展中邁出了至關重要的一步[3-5]。自20世紀70年代以后,世界很多國家對節水滴灌技術的重視程度日益提升。使節水滴灌技術在世界范圍內獲得了廣泛的應用。
2 旱地農業節水灌溉技術在新疆的應用
旱地農業的各種節水灌溉技術幾乎都在新疆這一片幅員遼闊、地形多變的土地上使用過。隨著新疆水資源的日益緊張,昔日的大水漫灌、溝灌等已不符合農業的可持續發展要求。如今,微灌技術在新疆地區發展迅猛,前景看好。我們重點介紹在新疆發明的膜上灌技術的應用。
膜上灌技術集中了新疆兵團節水灌溉的技術成果。兵團多年來貫徹節水型建設和增水型建設相結合,以節水為主的水利建設方針,不斷改進和完善灌溉條件,如渠道防滲、小畦灌溉、細流溝灌、地膜栽培等等,膜上灌水技術除了繼承以上成果外,還像噴滴灌一樣,把灌溉用水的防滲延伸到灌溉的全過程。正如農業部農墾局在簡報中所評說:“膜上灌水是兵團的一項創新:其原理清楚直觀,方法簡便易行,效果十分顯著”,“幾乎與滴灌相當,而且一膜多用,既可節水,亦能保墑,抑草又為滴灌所不及”。有關專門資料顯示:埂畦植棉膜上灌水的優越性有:“一節”即比平播膜側溝灌節省水18.2%~37.7%;“二增”即增產11%~12%,平均每畝增產皮棉8~9kg,增加直接經濟效益平均每畝259元;“三有利”即有利于一播全苗,有利于改善灌溉條件和灌水質量,有利于提高產品質量;“四防”為防風防寒、防旱、防滲和防治土壤次生鹽漬化;“五保”即保土、保溫、保肥、保水、保持土壤良好結構。
3 結語
旱地地區水資源量貧乏,只有靠灌溉才能維持農業的生存和發展。在這一地區發展節水灌溉技術,大有潛力。新疆地區地形復雜,膜上灌技術在這一地區發展前景看好。但是要實現本地區旱地農業的可持續發展,必須結合本地區特點,發展及研究推廣適應各個區域的農業節水灌溉技術,因地制宜,合理采用灌溉技術設備,提高水的利用效率,樹立灌作物而不是灌土壤的理念,爭取實節水與增產雙豐收。
參考文獻
[1] 馬耀光,張保軍,羅自成.等.旱地農業節水技術[M].北京:化學工業出版社,2004:19~21.
[2] 夏智汛.節水農業技術研究成果[M].北京:中國水利水電出版社,2001:125-126.
[3] 陳尚謨.旱區施肥量與農田水肥利用率關系研究.中國農業氣象,1994,15(4):12-15.
[4] 張旺鋒.新疆高產棉花光合特性的研究[博士論文].山東泰安:山東農業大學,2001,48-49.
關鍵詞:農戶稟賦;節水灌溉技術;采納行為;影響;實證分析
中圖分類號:F127.41 文獻標識碼:A 文章編號:1003-4161(2011)01-0079-03
一、引言
我國水資源總量比較豐富,但人均占有水平很低,而且地區分布不均衡。在水資源的眾多用途中,農業用水是最大的。根據《中國水資源公報2009》的最新統計數據,2008年我國總用水量5 909.9億立方米,其中農業用水為3 663.4億立方米,占總用水量的62%。在農業用水中,農業灌溉用水量占用水量的90.2%。從這個意義上講,農業灌溉用水量對水資源影響很大。另外,由于受傳統農業耕種方式的影響,農業灌溉水利用系數一直較低,目前全國平均僅在0.4~0.5之間,農業灌溉利用率比發達國家低很多。這導致相當一部分水在輸水過程中由于滲漏或蒸發損失了。因此,在我國水資源較缺乏的情況下,如何提高農業灌溉水利用率,實施節水農業對于緩解目前的缺水狀況就顯得至關重要。
農業灌溉技術的采用,可以在一定程度上提高農業灌溉用水率,因此,農業灌溉技術的采納與否是提高農業灌溉用水率的關鍵因素。而在農業生產中,農戶是最基本的單位,農戶作為獨立的生產者對是否采納先進技術具有完全的決定權。因此,發展節水農業的關鍵就在于農戶采納農業節水灌溉技術。影響農戶采納農業節水灌溉技術的因素很多,主要有以下幾方面:節水灌溉技術自身因素、自然環境因素、農戶稟賦因素、水價因素和政策因素。本文僅對農戶稟賦作詳細研究。
二、農戶稟賦對采納行為的影響
節水灌溉技術對于農戶而言,同勞動力和土地一樣,也是一種生產要素。節水灌溉技術本身并不是水的替代品,但節水灌溉技術可以在不減少作物產量的前提下減少灌溉水的使用量;或者在供水量不變的條件下提高作物對灌溉水的利用率,從而提高作物產量。因此,先進的灌溉技術可以節約灌溉水的用量,從而減少用水農戶對生產要素的投人。農戶是否采納節水灌溉技術,從農戶自身來看,主要有以下幾方面的影響因素。
(一)農戶經濟狀況
從目前國家投資政策來看,大中型節水灌溉工程的投資是由中央、地方政府和農戶分級承擔,一般農戶的投資額要占到工程總投資的1/3左右甚至更多,而且,工程建成后的運行費用完全由農戶負擔。所以一個地方經濟條件及其農民收入如何(反映了農民對水價的承受能力),就成為節水灌溉工程技術能否推廣運用的決定性因素。
農戶經濟狀況主要包括農戶的家庭財產狀況、農戶的收入狀況、獲得信貸的能力和勞動力及土地的機會成本等。采納農業節水灌溉技術,意味著農戶要掌握更多的技能,實施起來一般較復雜。根據誘致性技術變遷理論,資金較充裕的農戶偏向于采用資本密集型的農業技術,勞動力較充裕的農戶更易于采用勞動密集型的技術。黃季餛等認為,經濟狀況越好的農戶越容易采用水稻新技術。當然,也有學者發現,在他們的經驗模型中收入與農戶的支付意愿及可持續農業技術采用之間有正相關關系,因為充裕的資金能保證生產者不受資金條件的制約而采用可持續農業技術。但是,有些學者的實證研究卻得出相反的結論,即經濟狀況最差的農戶具有最強烈的采用可持續農業技術的欲望,而經濟狀況較好的農戶對保護土地技術和新品種不感興趣。這可能是從事非農業生產活動能帶來更大收益的緣故。同樣獲得信貸的能力越強,資金的供給就越有保障。因此,獲得信貸的能力和農戶的收入狀況結合在一起對農業節水灌溉技術的采用產生影響。
(二)教育因素
農業節水灌溉技術是一項農業技術,一般來講,農戶受教育的程度越高,對于新技術的理解和接受能力就越強。當然,這里的教育形式既包括正式的教育,也包括農民學校、農民田間學校和加強信息溝通等非正式的形式,這些教育方式會增加農戶的理解能力,使農戶采用新的可持續農業技術的可能性增大。對于受教育程度對農戶采用技術決策的影響,國內外很多學者針對這一問題都做了實證研究,結果顯示受教育程度是農戶采用技術決策的重要影響因素。如國內學者孔祥智等在對陜西、四川和寧夏農戶的調研中發現,農戶的受教育水平對其采用新技術具有顯著地正向作用,一般來說受教育水平越高,采用的可能性就越大。馬康貧、劉華周通過對中國蘇北地區的調查,發現農戶受教育程度對其技術采納具有顯著的正向影響,而且和看報的頻率結合在一起對技術采納影響更大。綜合各種研究,農業節水灌溉技術是否被農戶采納,跟農戶受教育的水平有很大關系。
(三)農戶決策者的年齡
從心理學角度來講,一般來說,成年人的年齡越大,對新事物的接受程度就越差。這個規律同樣適用于農業技術擴散。有學者對該問題做了調研,從調研的結果來看,農戶決策者年齡主要集中在31―50歲這一年齡段,但農戶采納新技術的行為在年齡方面表現出很大的差異性。總體來看,年齡與選擇行為呈負相關關系,即隨著年齡的增加,農戶選擇使用節水灌溉的可能性越來越低。這可能是年輕人敢于冒險,喜歡接觸新事物,并且有一定的文化知識和能力做支撐,他們往往成為創新者。
以上論述從農戶的經濟狀況、農戶受教育程度以及農戶年齡等三方面來闡述對農戶采納節水灌溉技術行為的影響。為了進一步證實這些關系,筆者以陜西省為例,進行了實證研究。
三、實證研究
陜西省地域南北跨緯度大,按地形地貌,以秦嶺、北山為界,北部為陜北黃土高原,中部為關中平原,南部為陜南秦巴山區。其特點是南北高、中間低、自西向東傾斜。土地總面積20.58萬平方公里,占全國土地面積的2.1%。其中耕地面積408.9萬公頃,林地面積1028.5萬公頃,草地面積311.7萬公頃,其他農用地30.3萬公頃。
陜西是全國水資源嚴重緊缺的省份之一,水資源特點為總量少,時空分布不均,人均耕地較少。全省水資源總量445億m3,居全國第19位。人均、耕地畝均擁有水資源量1196m3、588m3,分別相當全國平均水平的一半左右。且時空分布不均,年降雨量的60%~70%集中在汛期,地域分布上,秦嶺以南的長江流域,面積占全省的35.5%,水資源量占全省總量的71%;秦嶺以北的黃河流域,面積占全省的63.5%,而水資源量僅占29%。居于中心地位的關中地區人口密集,人均水資源量只有
380m3,相當于全國人均水平的1/8,遠遠低于國際社會公認的絕對缺水線(人均水資源量500m3),屬于嚴重資源型缺水地區。
(一)調查的總體情況
經過對陜西省很多地區的多次預調查以及與各級水資源行政管理部門的工作人員的探討,依據研究目的,分別制定了縣級、村級調查問卷和戶級調查問卷共計三個部分的問卷。縣級調查問卷主要包括6個部分:縣社會經濟概況、農業生產狀況、縣水資源利用情況、灌溉技術應用情況、節水灌溉工程建設狀況、灌溉工程產權狀況。村級調查問卷主要包括4個部分:村水資源利用狀況、種植作物灌溉技術的采用狀況、水價制定與征收狀況、節水灌溉技術的投入情況等。戶級調查問卷主要包括5個部分:農戶基本情況(如戶主受教育程度、耕地數量和質量、家庭收入等)、種植業生產和投入情況、農作物的灌溉技術采用情況等。跟本文聯系緊密的主要是戶級調查問卷表部分。由于所選取的村級樣本數量較多,考慮到調查時間有限,調查組根據不同的地市,分為10個調查小隊分別開展實地調查工作。通過與統計數據進行對照,對一些不一致的數據進行了調整,以確保數據的真實性。
本次調查對陜西省的西安市、咸陽市、渭南市、寶雞市、銅川市、延安市、榆林市、漢中市、安康市、商洛市等10個地市的55個縣(區),共計227個村進行實地調查。受調查村樣本的選取,根據調研前資料的詳細分析以及其地理位置來確定是否具有代表性,而進行選擇。以盡量使調查能夠客觀反映不同地理分布的實際情況。具體調查樣本村分布為:西安市43個、楊凌區2個、咸陽市31個、渭南市29個、寶雞市24個、銅川市11個、延安市16個、榆林市16個、漢中市13個、安康市14個、商洛市28個。對于本次調查中,獲得農戶問卷共計2 313份,其中有效問卷2 171份。在有效問卷中,采納節水灌溉技術的樣本數為216戶。
(二)農戶稟賦對節水技術采納行為的分析
1.年齡對農戶采納行為的影響分析
通過對調查農戶年齡段的統計發現,調查中41-50歲年齡段的農戶高達52.2%,31~40歲與50~60歲年齡段農戶大致相等,60歲以上農戶占5.9%,而30以下農戶僅占4.7%。究其原因,主要是在陜西農村,觀念相對保守,一般30歲以下成人即使結婚生子,很多人由于經濟基礎較差,往往還跟父母在一起并不單獨立戶。而41―50歲這個年齡段在農村屬于年富力強的階段,也代表該地區農村生產力的發展水平,因此這個年齡段的相對也最多。
從統計的情況來看,30歲以下年齡段農戶采納節水灌溉技術僅僅2戶,占0.1%;60歲以上年齡段的有18戶,占到8.3%:而41~50歲年齡段所占比例最高,達到55%。另外,31~40年齡段和50~60歲年齡段分別是16.3%和19.3%,兩個年齡段相差不大,這一結果與國內很多學者調查的情況不太一樣。很多學者調查認為,年齡越大,采納節水灌溉技術的可能性就越低的規律。而本次調查卻是年齡段最小的采用率最低,其次才是年齡段最大的,居于中間的41-50歲年齡段是采納節水灌溉技術的主要力量,所占比例達到一半以上。
2.受教育程度對采納行為的影響分析
由于農業節水灌溉技術是一項技術性較強的技術,農戶沒有一定的領會和理解能力是很難掌握的。另外,相對于傳統觀念來講,農業節水灌溉技術是一門較新的科學和技能,從這個角度來講,也需要農戶具備一定的視野和知識。因此,我們對農戶的文化程度和不同文化程度的農戶采納節水技術的情況作了調
上表2 171個調查樣本中小學及以下、初中和高中的百分比分別是14.1%、57.6%和28.3%。在采用節水技術的216個農戶中,小學及以下的比例為5.1%,大大低于總樣本的14.1%;而采納農戶中高中級以上比率為36.6%,高于總體樣本8.3個百分點,這是非常顯著地。文化程度對于農戶采納節水灌溉技術影響是正面的,即受教育程度越高,采納節水灌溉技術的可能性就越大。
3.經濟情況對采納行為的影響分析
為了分析農戶經濟能力對采納節水灌溉技術的影響,我們對不同經濟狀況的農戶進行了調查,并對不同經濟能力的農戶采用節水灌溉技術的情況作了調查,下面是具體的統計情況,詳見表3。
在問卷設計中,把農戶年收入分成了5個級別,分別是:1萬元以下,1萬~2萬、2萬~5萬和5萬元以上。在采納節水技術的農戶中,他們所占這一收入段的比重:6%、12.6%、12.4%和4.9%。從表3可以看出,收入1萬-2萬和2萬~5萬采納的比重很高,其次是1萬以下,最后是5萬以上。雖然年1萬以下的農戶采納比率僅占其比重為6%,1萬~2萬元和2萬~5萬元所占比重很大似乎是收入越高,采納的可能性越大,但由于5萬以上這個段的規律又出現變化,因此從嚴格意義上講,得出這一規律還是有些問題,至少是不嚴謹的。另外,收入相對較高的農戶采納,但這也并不一定說明:收入越高,采納的可能性越大。原因在于收入高有可能是因為采納節水灌溉技術而經濟上更好,而不一定是收入高了就采用節水技術,這兩者到底哪一個是因,哪一個是果,僅根據這個表很難說清楚。
對于這個問題,我們至少還應該結合農業收入占總收入的比重來分析。為了分析這個問題,首先把所有農戶按農業占總收入的比重分為以下幾個檔次:20%以下、20%~50%、51%~80%和80%以上。這4個檔次的數值越大,代表兼職程度越小,農業在總收入的比重越大。然后,所有農戶按照不同收入段,以及農業收入占總收入的不同比重,統計了農戶在各收入段、農業收入占比的農戶分布情況,詳見表4。
從表4可以看出,農戶年收入1萬以下的,農業收入在總收入占到80%的農戶,其中有49%的農戶集中在這個區域。而到了5萬以上這個收入,有51%的農戶的農業收入都占總收入的20%以下。
綜上可以看出,經濟基礎較好且農業收入所占比重較高的農戶,采納節水灌溉技術的可能性相對較高。
四、結論
本次調查范圍為陜西省的10個地市,對可能影響農戶采納節水灌溉技術的農戶稟賦因素做了問卷設計,并收回了2 171份有效調查問卷。根據問卷情況,我們做了細致的統計和分析。通過數據分析發現,農戶年齡、農戶受教育程度、農戶經濟情況等農戶稟賦對其采納節水灌溉技術有一定的影響。具體如下:
(1)對于農戶年齡與采納新技術的關系,很多學者認為,年齡越大,采納新技術的可能性就越低。而本次調查卻是年齡段最小的采用率最低,其次才是年齡段最大的,居于中間的41~50歲年齡段是采納節水灌溉技術的主要力量,所占比例達到一半以上。
(2)對于農戶文化程度對采納節水灌溉技術的影響,本次調查認為,文化程度對于農戶采納節水灌溉技術影響是正面的,即受教育程度越高,采納節水灌溉技術的可能性就越大。
(3)對于經濟情況與采納節水技術的關系,在本次調查分析中從兩個方面來分析。一是雖然調查結果顯示,經濟情況較好,有利于采納節水技術。但是收入高有可能是因為采納節水灌溉技術而經濟上更好,而不一定是收入高社會采用節水技術,這兩者的因果關系很難說清。另一方面,結合農業收入占總收入的比重來分析發現,經濟基礎較好且農業收入所占比重較高的農戶,采納節水灌溉技術的可能性相對較高。
基金項目:北京市人文社科重點項目(編號sz200711232019)和西安工業大學校長基金(編號XADGXJJ200725)資助項目。
參考文獻:
[1]中華人民共和國水利部,2008年中國水資源公報[M],北京:中國水利水電出版,2009
[2]王會肖,薛明嬌,節水農業推廣的若干問題及對策建議[J],節水灌溉,2008,(05):38―41
[3]朱玉春,楊瑞,西北地區節水農業的問題、影響因素及對策[J],開發研究,2002,(01):18―21
[4]秦文利,王慧軍,農民素質對農業技術擴散的影響[J],河北農業科學,2004,8(01):54―57
[5]黃季妮,Scott Rozelle技術進步和農業生產發展的原動力一水稻生產力增長的分析[J],農業技術經濟,1993,(06):10-16
[6]高明,譚向勇,王玉斌農戶節水技術應用動因與激勵對策[J],中國農村水利水電,2006,(09):4―6
[7]方松海,孔祥智,農戶享賦對保護地生產技術采納的影響分析一以陜西、四川和寧夏為例[J],農業技術經濟,2005,(03):35―42
[8]馬康貧,劉華周江蘇省淮北地區農戶的技術選擇與擴散[J]農業技術經濟,1998,(04):47―52
[9]謝西玲,農戶采納節水灌溉技術的影響因素及其對策研究一以廣東徐聞縣N鎮為例[D],武漢:華中農業大學碩士論文,2008
【關鍵詞】節水灌溉;自動化;發展趨勢
引言
我國是世界嚴重缺水的國家之一,農業是用水最大用戶,農業用水總量4000億m3,占全國總用水量的70%,而目前我國農田水分利用率和水分利用效率都比較低,其中農田灌溉水的利用率平均僅為40%―50%左右,農田對自然降水的利用率僅達到56%;農田灌溉水的利用效率僅有1.0kg/m3左右;旱地農田水分的利用效率為0.60―0.75 kg/m3。根據權威部門的預測結果,在不增加現有農田灌溉用水量的情況下,2030年全國缺水高達1300億―2600億m3,其中農業缺水500億―700億m3。加快發展節水高效農業,不僅是解決我國水資源短缺、實現水資源高效利用的有力保障,同時也是保障糧食安全、生態安全和水資源安全的重大基礎戰略,可以大幅度增加農民收入,有力地推動農業和農村經濟可持續發展,具有重要的戰略地位和深遠的意義。而當前我國在節水灌溉方面還基本停留在人工操作上,即使有些地方搞了一些灌溉工程自動控制系統,但只是小面積的局部控制。真正具有擴展功能的大規模灌溉工程的計算機監控系統應用還不多見。
灌溉自動控制模式與人工控制力式相比,具有節省水、肥、能量、殺蟲劑、人工等優點,并可基本消除在灌溉過程中人為因素造成的不利影響,提高操作的準確性,有利于灌溉過程的科學管理和先進灌溉技術的推廣。同時通過灌溉控制器適時、適量地灌水,提高農作物產量,有利于我國廣大農村勞動力的轉移和農村經濟結構的調整,同時,對環境保護也起到一定的作用。
一、國外灌溉自動化技術的發展狀況
隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇,世界各國,特別是發達國家都把發展節水高效農業作為農業可持續發展的重要措施。發達國家在生產實踐中,始終把提高灌溉(降)水的利用率、作物水分生產效率、水資源的再生利用率和單方水的農業生產效益作為研究重點和主要目標。這些發達國家從最早的水力控制、機械控制,到后來的機械電子混合協調式控制,到當前應用廣泛的計算機控制、模糊控制和神經網絡控制等,控制精度和智能化程度越來越高,可靠性越來越好,操作也越來越簡便。
1、 電氣信息技術在灌溉控制中的應用
30年前,溝灌和漫灌幾乎全靠人力,自動化技術未能應用到灌溉工程中。真正的計算機控制灌溉源于以色列。該國最初把自動化控制技術應用到灌溉中的原因是:以色列足一個極其缺水的國家,從自然條件上講必須發展節水農業;另一方面是出于中東安全的考慮,以色列人想通過自動化控制技術在家里控制農田灌水,減少由于武裝沖突帶來的危險。最初的灌溉控制器是一個簡單的定時器,這可以看做是灌溉控制自動化的第一階段。隨著控制技術、傳感器及水的發展,以色列開發了現代診斷式控制器,這種控制器把以前不能采集到的信息通過不同的傳感器來獲得,通過互聯網、遠程控制、CSM等來實現數據傳輸,然后通過計算機中的一些模型來處理信息,做出灌溉計劃。
2、人工智能在灌溉中的應用
由于土壤濕度傳感器的非線性以及其輸出延遲較大,采用傳統的反饋控制方法很難得到滿意的結果,而近幾年由于人工智能技術的發展,使得人工智能技術在節水灌溉中的應用顯示出廣闊的前景,其中包括用專家系統、模糊邏輯系統、神經網絡來預測和建模,使得灌溉控制器用這些智能技術來及時、準確地預測環境參數,同時控制這些參數使得它更適合于作物生長。糊控制和神經網絡在灌溉控制器中的應用較多,這些系統一般以土壤濕度傳感器測土壤水分,同時還通過自動天氣預報站估算出作物的蒸騰量,然后把這兩個信息經模糊化后輸入到模糊控制器,模糊控制器經模糊規則決策得出模糊輸出,再把該模糊輸出精確化傳送給執行機構,控制電磁閥動作。如果該控制不能得到滿意的結果,則可以通過神經網絡來優化控制規則。
模糊控制不需被控對象的精確模型,它是根到另一個神經網絡去預測灌溉需求。根據人的手動經驗或專家的知識來設計的。一個有經驗的農民能知道合適的灌溉時間和灌溉量,既然模糊控制能夠模擬人的推理能力。所以把模糊控制技術和傳統的控制方法結合將是非常有發展前途的。
二、國內灌溉自動化技術發展狀況
國內在開發灌溉自動控制系統方面處于研制、試用階段。能實際投入應用,且應用較廣的灌溉控制器還不多見。在開發的產品中有代表性的如中國農業機械化研究院聯合多家單位研制的2000型溫室自動灌溉施肥系統,該系統是國家“九五”科技攻關項目中自主研發的科技產品。該系統結合我國溫室的環境和實際使用特點,以積木分布式系統結構原理,解決了計算機適時閉環控制、動態監測、控制顯示中文、施肥泵混合比可調、電磁閥開度可調等關鍵技術問題。該系統具
有手動控制、程序控制和自動控制等多種灌溉系統模式,可按需要靈活應用,在大連、北京等地已經投入了應用。從系統運行情況來看,該系統有很好控制效果。取得了一定的經濟效益和社會效益。天津市水利科學研究所研制的溫室滴灌施肥智能化控制系統主要用于現代溫室,日光溫室作種物的灌溉營養液施肥,環境監測的智能控制,采用世界先進的可編程序控制器和觸摸屏控制技自動灌溉控制器,性能可靠、功能齊全、人機界面友好、操作簡單、價格低廉,此控制系統的控制流量為15 m3h, 控制規模為1―2 hm2,能控制24路閥門,系統具有人工干預灌溉施肥功能,定時、定量灌溉施肥功能,條件控制灌溉施肥功能。北京澳作生態儀器有限公司的澳作智能節水灌溉控制系統可與各種滴、噴灌系統連接,實時監測土壤墑情,根據要求自動灌溉。控制方式靈活,手動、半自動、全自動任選且可隨意在計算機上更改,可同時控制多個設備,受控區位置及形狀,環境參數及設備狀態可同時顯示在中心計算機上。北京奧特思達科技有限公司研制的WT一02型微噴灌定時自動控制器,是一種供農業、草坪、果園、溫室一般場合給水的電子灌溉自動控制系統。
1995年,許建中在大規模灌溉工程的計算機監控系統中采用分散功能和集中管理,各局部系統(RTU)都能獨立工作,各RTU之間的信息則通過高速數據通道進行聯系,其控制方式包括時間控制、水量控制、時間水量綜合控制、綜合分析制。毛慎建、張和許一飛(1995年)在智能化灌溉控制器研制中,介紹了以803l單片機為核心的全自動化灌溉控制器,該控制器可以按照任意設定周期進行灌溉控制,也可以根據檢測的土壤水分狀況進行閉環控制,能夠控制多路灌溉系統進行多種方式灌溉,該系統已成功用于北京航空航天大學體育場,從投入運行的情況來看,情況良好。許吉力(2000年)以以色列和法國Richel溫室系統為對象,綜合分析了溫室灌溉系統的要求和特點,提出了一種以集散控制系統方式的溫室計算機控制系統的組成方式,采用了面向對象編程技術和事件驅動方式,能及時響應用戶請求,使系統不但具有非常友好的人機交互界面,而且具有良好的實時控制功能,強大的信息查詢能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用計算機控制農田灌溉網絡系統設計中,介紹了一種低成本新型水傳感器,并把它用在農田灌溉計算機網絡系統中,該裝置成功應用于福建省漳州市甘蔗灌溉試驗站,取得了滿意的結果。朱長青、曹成茂(2001年)在多用途節水灌溉控制系統研制中,介紹了一種以單片機控制為核心,能適應多種作物節水灌溉控制系統,該系統研制時充分考慮各種作物的特點,綜合選擇與灌溉控制密切相關的三個因素作為綜合控制對象。其它國內研制得自動灌溉控制器,還有直接用PC機進行控制的,這樣使成本增加,不易在田間較惡劣環境下使用等缺陷。
三、節水灌溉自動化技術發展趨勢
經過多年的發展,國外灌溉控制器已逐步趨于成熟、系列化,但價格昂貴。國內雖引進一些,但多數是農業示范區、科研單位、高校,雖然國外生產的灌溉控制器性能優越。但沒有考慮我國特殊的自然、氣候、土地資源、農民經濟狀況等因素,因而國外引進的灌溉控制器在國內應用并不普及。國內雖然有多家研制灌溉控制器。但多數是小規模、實驗和理論的探討,應用不夠普及,究其原因一則是開發性能完善的灌溉控制系統需要大量的人力、物力的投入,需要多部門、多學科的融合,這在一定程度上限制了性能完善、適應性強的控制器的開發。其次是現在開發出來的灌溉控制器價格昂貴,農民盡管知道能節省人力、灌溉用水、提高產量,但由于一次性投資太大,多數農民承受不起,這也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。
隨著中國農業現代化進程的加快、農業結構的調整、以及我國加入WTO等因素,可以預計對農業灌溉自動化技術的要求會越來越高。灌溉控制器在我國將有巨大的市場。節水灌溉控制器近期在中國應朝著價格低、性能可靠、操作簡便的方向發展。但從長遠利益考慮,新的智能化技術、傳感技術和農業科技的引入、應用和普及,將會有智能化程度更高、功能更強、性能更穩定可靠的灌溉控制器出現。
結束語
綜上所述,西方發達國家在節水灌溉控制器的開發上已越來越成熟,且發展趨勢是研制大型分布式控制系統和小面積單片機控制系統。同時隨著人工智能技術的發展,模糊控制、神經網絡等新技術為節水灌溉控制器的研制開辟了廣闊的應用前景。而國內在灌溉控制器的研制方面還沒有形成規模大、應用范圍廣的成套灌溉控制產品,國內的一些高爾夫球場等大面積場地灌溉控制,一般引用國外現成的成套灌溉控制產品。而廣大農村可根據我國國情和各地經濟和技術發展的實際情況,采取簡單可行的節水灌溉措施及相應的排灌機械和設備,大力發展可靠、實用、成本低、操作簡便的節水灌溉控制器,這樣做不僅具有廣闊的市場,而且具有巨大的社會和經濟效益。
【參考文獻】
【1】毛慎建,張,許一飛.智能化灌溉控制器.北京農業工程大學,1995(2)