滴灌自动化技术在团场大田中的应用与发展

摘要：本文通过滴灌自动化技术在一三0团16连的具体应用情况，结合团场棉花灌溉管理的实际需求，在充分肯定自动化滴灌技术的同时，也指出系统在运行过程中存在的问题，以及使用单位对滴灌自动化技术在棉花栽培中缺乏正确的认识、有效的管理和必要的系统维护措施，这些因素制约着滴灌自动化技术优势的发挥。针对这些问题，就在团场如何规范管理自动化系统，提升滴灌自动化应用水平，以便更好的指导农业生产，阐述了自已的观点与看法。

关键词：滴灌自动化技术 应用 发展

近年来，随着农业生产水平的提高，为进一步改善农业条件，扩大生产规模，促进农业的可持续发展，第七师一三0团不断加大高标准条田建设力度，集中连片建设成路、林、渠相配套的大格田，逐步形成了以8连、9连、16连为中心的集现代农业高新技术、文明生态作业点样板于一体的综合示范区，建成一三0团对外展示农业现代化的平台和窗口。为适应农业现代化要求，2013年度我团在农业示范区第一作业点16连推广实施自动化滴灌5000亩（333.33hm2）。

这项技术是将农业灌溉技术、棉花栽培技术、气象技术、土壤测墒技术、施肥技术、信息技术以及滴水自动化技术融合一体。该系统利用国内外先进的物联网技术，通过土壤、气象、作物等类传感器及监测设备将土壤、作物、气象状况等监测数据通过信息采集站，传到计算机中央控制系统。中央控制系统中的各类软件将汇集的数值进行分析，将开启或关闭阀门的信号通过中央控制系统传输到阀门控制系统。再由阀门控制系统实施某轮灌区的阀门开启或关闭，以此来实现农业的自动化控制，引导田间合理管理、科学灌溉，达到合理灌溉施肥、节约用水用肥、提高产量、减轻劳动强度的目的。

1、16连自动化滴灌技术应用情况。

今年我团在16连原有膜下加压滴灌基础上，升级改造实施了自动化滴灌项目。该自动化滴灌控制项目由上海远恒公司承建。本系统由田间灌溉控制站、首部泵房控制监测站及示范区中央视频监控站组成。田间每个电磁阀控制面积15亩（1hm2），每次灌溉开启6个电磁阀，分东西2个系统，共45个轮灌组，滴头流量2.1L/h，滴头间距30cm，每组滴水4h。运行时，田间电磁阀与首部控制监测系统通讯采用无线方式，同时也可以用手机短信指令控制田间电磁阀；首部系统与中央监控中心采用局域网连接。

1.1田间灌溉控制站

田间灌溉控制站主要由田间电磁阀和阀门控制反馈器以及土壤湿度传感器等组成。由于16连使用地表水灌溉，水质含沙量较大，因此使用的电磁阀是浙江生产的抗堵性能好、水损小、流量大50―60m3/h的4寸Lф110电磁阀，一个阀门控制器控制两个脉冲电磁阀。为了满足系统的供电量，阀门控制器采用双面太阳能板，以补充阴雨天采光量的不足。作物滴水时不仅可以通过预先编制好的控制程序按一定的轮灌顺序进行电磁阀的开关，也可以在遇到故障时手动进行开关电磁阀。电磁阀后设置有阀门状态反馈传感器，当阀门打开或关闭后，根据检测的压力变化，向阀门控制器传送开关量信号，阀门控制器再向首部控制站或监控中心反馈电磁阀开闭状态。

分布在田间不同区域的土壤湿度传感器，可自动监测30cm和60cm不同深度土壤湿度等参数变化，检测不同地段土壤含水量状况，为自动灌溉及施肥系统的灌溉控制功能提供数据支持和灌溉指导，也可以直接按照该系统的灌溉计划自动执行。

1.2首部泵房控制监测站

系统首部安装有两台17寸墙挂显控平板电脑、一体式触摸显视频，用以控制、监测田间电磁阀的关闭情况以及田间数据的采集。泵房内还安装四套能效监测器、压力变送器和超声波流量计。可采集首部电压、电流、过滤器前后压力和管道出口流量以及末端压力、结合额定参数，计算水泵功效、功率、有功、无功、总功等数据，便于分析首部设备的故障问题，找出节能点，设计最佳节能方案，实现科学灌溉。

1.3中央视频监控站

中央视频监控室安装一个操作台，包括2台计算机和1台服务器。服务器作为远程灌溉管理平台进行实时数据、田间信息、农业信息等记录、分析使用。1#、2#计算机均为客户机。1#计算机为田间灌溉自动化管理监控用，同时还可控制滴灌首部水泵自动运行、停止和转速控制；2#号计算机作为土壤墒情、视频、能效监测及末端压力采集用。可以将任何一台计算机的界面或视频画面独立或混合到184英寸拼接LED大屏幕上显示，在拼接屏的两侧各装有1个55英寸的触摸屏，用于监控1#和2#系统的田间灌溉自动化地块。

2、滴灌自动化技术的优点

通过今年的试运行，在团场大田作物灌溉中使用滴灌自动化控制技术，具有以下优点：

2.1规范系统管理 确保灌水均匀度

自动化控制系统管理方便，对田间电磁阀按水利学设计轮灌制度进行滴水，杜绝人工开启阀门的随意性，同时也避免了人为随意延长灌溉时间迫使灌溉计划延期和多开球阀导致系统低压运行，造成轮灌制度执行困难现象，滴水均匀度得到有效保证。匀水、匀肥效果好，灌水均匀度可提高20%。

2.2降低劳动强度 提高劳动生产率

膜下加压滴灌在灌溉时需人工开启阀门，阀门分散，人工操作难度较大。实施自动化控制，滴水时只需通过首部触摸屏或手机短信就可以指挥田间电磁阀的开启或关闭，不仅操作简单方便，而且减轻泵房人员的劳动强度，提高人均管理定额，使棉花管理由原来的50亩（3.3 hm2）提高到现在的100亩（3.3 hm2 ）。人工管理定额提高了2倍，人工管理费用降低25%。

2.3节本增效 减少滴灌系统的运行成本

自动化滴灌技术的实施，使每个轮灌组的滴水严格按照水利学设计的轮灌制度进行，每次开启轮灌小区的面积、流量大致相等，从而提高设备运转效率和电能利用率，具有明显的节本增效优势。

2.4自动化建设 为农业灌溉的信息化管理搭建了基础平台

今后一个时期，随着经济快速发展，团场农业将向高产、高效、现代化的方向发展，农业灌溉也要向管道化、精量化、智能化、信息化方向发展。滴灌自动化技术的实施，推动了农业灌溉的数字化、信息化，促进团场传统农业向产业化、规模化、集约化经营方式的转变。

3、存在的问题

16连滴灌自动化控制作为一项全新的节水技术，但在近一年的使用过程中也存在一些问题，主要表现在以下几个方面：

3.1无线通讯抗干扰能力差

16连项目区内采取无线微波通讯，虽然它具有如下优点：无通讯资费；所有的模块上电即自动组网，网络内模块如掉电，网络具自我修复功能； 不会丢失数据；设备响应速度快；太阳能供电，不受安装地域的约束。维护简单易懂，用户易于掌握。但它的抗干扰能力差，在滴水过程中，受到外界干扰时信号反馈不到位，造成极个别电磁阀开关不灵。

3.2原有的滴灌系统与自动化系统不配套

16连的滴灌自动化建设，是在原有膜下加压滴灌基础上升级改造实施的。原有的滴灌系统在规划、设计方面，没有按照滴灌自动化的高标准、高起点要求进行，因此，原有的滴灌系统与自动化系统之间存在一定的问题：如滴灌使用的支管规格与电磁阀型号不相匹配，造成系统升级改造成本增加；还有就是滴灌工程施工质量方面存在蝶阀关闭不严，泄压严重的问题，导致田间压力不足，造成反馈信号不灵，田间电磁阀是开启的，但在首部触摸屏上却显示是关闭状态。

3.3职工对自动化滴灌技术认识不到位

自动化滴灌控制系统技术含量较高，职工对此项新技术的认识有偏差。由于此项技术在团场还尚在摸索试验阶段，且在运行当中，还存在一定的问题需要不断改进和完善，使得这项技术的增产效益不是很明显。再加之团场本身也没有一支懂技术、会管理、能解决实际问题的技术队伍，日常管理和维护依赖于建设单位，这些因素都制约着自动化滴灌技术优势的发挥。

3.4自动化滴灌系统的管护不完善

滴灌自动化技术是一项全新的高新技术，因此技术在推广初期，泵房人员对这项技术的理解和掌握还不到位，操作不规范。

4、加快滴灌自动化推广的建议

滴灌自动化技术在团场大田作物中应用是团场农业现代化发展的必然方向，同时也是膜下加压滴灌可持续发展的必由之路。虽然在新技术推广初期也存在一些问题，要将此项技术全面推广应用，使职工获得更大的经济效益，必须采取切实可行的办法，不断对新技术进行拓展与完善，使之更接近实际，同时也要建立相应的保障措施。

4.1通讯方式有待完善

16连滴灌自动化系统采用专网无线通讯方式，易受地形条件和障碍物的影响，稳定性低于有线和公网，通讯距离受限等。在通讯方式上如能加以功能的拓展，那么就能减少因信号反馈不到位而造成电磁阀开关不灵现象的发生。

4.2规范滴灌自动化系统的建设

规范滴灌自动化系统的建设：包括建设内容、建设标准、建设流程、规范设计等。其次，对当前滴灌工程的规划、设计以及施工方面应坚持高标准、严要求，以避免以后自动化改造配套出现问题。

4.3大力宣传 加强培训 提高认识

滴灌自动化技术的实施，对提高劳动生产率，适度扩大职工承包经营规模，转移剩余劳动力，推动农业和团场经济结构调整，确保职工增收、团场增效具有重要作用。因此，要加大宣传力度，引导职工转变观念，提高认识。

4.4加强滴灌自动化系统的管理和维护

质量管理决定滴灌自动化的命运，运行管理和维护决定滴灌自动化的未来。树立重建重管重维护意识，完善自动化滴灌技术推广的管理体系，建设一支懂技术、会管理、能解决实际问题的基层队伍，对自动化系统进行日常与冬季的维修养护，才能使滴灌自动化得以长期应用。

5、应用前景

总之，在团场推广滴灌自动化技术，是兵团传统农业灌溉向精准农业灌溉的发展趋势，是集约化发展的目标，也是兵团大农业发展的必由之路，滴灌自动化技术的使用，推动了农业灌溉的数字化、信息化发展，将为下一步农业现代化奠定基础，也为兵团农业实现跨越式发展发挥重要作用。

参考文献：

[1]张志新 滴灌工程规划设计原理与应用【M】北京：中国水利水电出版社，2007。

[2]苟陕妮 针对节水灌溉发展过程中存在问题的几点建议【J】农垦科技 2012（4）：48―50