自動化滴灌技術,是一項全新的技術和前沿科技,自動化技術應用于大農(nóng)業(yè)特別是在大田的運用也是一個嶄新的領域。最早引進此項技術均是全套的采用以色列的技術和設備,由于建設成本較高,只試點性的在南方應用于果園和生態(tài)園林建設等一些附加值較高的產(chǎn)業(yè)。
近幾年,隨著該項技術不斷成熟,建設成本的不斷降低,自動化控制滴灌開始在兵團部分團場得到較大范圍的應用并取得了成功,棉花膜下滴灌監(jiān)測與自動化控制是滴灌自動化控制與棉花膜下栽培模式及測土施肥的完美結合,他是通過探測器,把探測到的土壤墑情和肥力狀況經(jīng)自動化處理后,通過自動化控制滴灌這個平臺去實現(xiàn)精準滴水、精準施肥的一項技術。2007年,我團在三監(jiān)區(qū)的3013畝(一套系統(tǒng)控制)上實施該項技術,并取得了初步成功,現(xiàn)就該項目建設的情況談談該項技術實施與應用。
1、項目區(qū)概況
49團灌區(qū)農(nóng)業(yè)技術裝備良好,我團現(xiàn)有耕地面積 15.5 萬畝,農(nóng)田作業(yè)率100%,農(nóng)業(yè)機械化程度較高。目前,全團各類節(jié)水灌溉新技術如膜下滴灌、移動式滴灌等已開始大面積推廣,自2005-2007年,我團先后投入5000余萬元資金進行了新技術的應用,一是在16個農(nóng)業(yè)連隊,4個監(jiān)區(qū)安裝了設施節(jié)水灌溉設備,2007年,又新增節(jié)水灌溉面積2萬畝,使全團節(jié)水灌溉面積達8.8萬畝,占目前棉花播種面積的83.8%。經(jīng)過近幾年節(jié)水灌溉項目建設,團場在建設和運行管理方面,積累了豐富的經(jīng)驗,培養(yǎng)了一支技術干部隊伍,建設與管理的體制不斷健全,水平逐步提高,為“棉花膜下滴灌微機智能決策及自動化控制系統(tǒng)”項目的示范建設奠定了基礎。
2、項目引進的過程
2.1常規(guī)滴灌方式存在問題
由于現(xiàn)有的滴灌系統(tǒng)均采用人工控制球閥進行灌溉,受長期溝灌傳統(tǒng)思維影響,種植戶不能嚴格按照設計灌溉時間、周期、秩序,而是經(jīng)常人為延長灌溉時間、打亂輪灌秩序,造成輪灌周期得不到有效控制,最終造成棉花滴灌系統(tǒng)運行不正常,棉田因灌水不均勻而整體減產(chǎn),很難達到預期的節(jié)水增產(chǎn)目的。
根據(jù)近幾年設計的方案來看,設計者從水力學最優(yōu)化設計角度將水量分到各支管以達到壓力均衡及水量平衡的目的,以提高管道利用率、節(jié)省管材投資。這也是滴灌推廣初期為降低成本達到大面積推廣使用的必由之路。但此種設計理念的提出也導致后期滴灌管理操作的不便性,主要表現(xiàn)為以下幾點:
2.1.1我團現(xiàn)有常規(guī)滴灌面積達9萬畝,且全部采用的是兵團農(nóng)八師的支附管設計模式,地面球閥較多(平均每畝地達1.4個)。同時開啟的閥門很分散,增大了職工的勞動強度切且不便操作。特別是夜間棉田內(nèi)不便行走,職工通常有“省事”心理,選取就近幾組閥或方便開啟的閥門滴灌,人為打破輪灌制度。
2.1.2由于土地承包到戶,種植戶在水肥分攤上不能達到一致,導致不能按設計輪灌制度開啟球閥,但也同時打破了水力運行規(guī)律無法保證系統(tǒng)壓力的建立,系統(tǒng)壓力無法建立也同時導致灌水質量無法保證,這就是平常我們說的低壓運行的主要原因。
2.1.3不按灌溉制度操作就會造成灌溉均勻性遭到破壞,這是造成滴灌系統(tǒng)不節(jié)水,或節(jié)水就減產(chǎn)的主要原因。 這些問題得不到解決,導致部分種植戶對滴灌效果產(chǎn)生質疑,拒絕使用滴灌帶及滴灌設施。
2.2膜下滴灌采用自動化控制的必要性
現(xiàn)有滴灌系統(tǒng)想達到節(jié)水、增產(chǎn)的目的只有通過以下途徑:
2.2.1嚴格執(zhí)行灌溉制度,達到水利設計要求。
2.2.2提高設備運轉效率,保證灌溉均勻度。
2.2.3根據(jù)棉花不同生育期的需水規(guī)律合理分配灌水量。
2.2.4根各地土壤肥力狀況和棉花各生長期對各種肥力的需求分配肥料。
2.2.5根據(jù)不同時期氣候情況靈活調整灌溉計劃。
2.2.6減輕勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率。
而這些問題只有通過自動化控制灌溉,降低人為因素影響,才能有效解決。
3、項目基本建設情況
3.1前期情況
此項目由石河子大學與農(nóng)三師設計院共完成設計任務,農(nóng)三師設計院負責滴灌水利工程設計部分,石河子大學負責自動化與監(jiān)測部分。并通過招投標,自動化控制與監(jiān)測部分由石河子大學石達賽特有限責任公司中標并完成。
3.2 建設面積
自動化系統(tǒng)2007年在我團三監(jiān)區(qū)建設成功,示范面積3013畝,示范區(qū)土壤質地為砂壤土,土壤貧瘠,開墾種植不到兩年。示范區(qū)種植棉花品種為中棉35號,播期為4月8日--4月15日。
3.3 系統(tǒng)配置
示范區(qū)為新建滴灌系統(tǒng),系統(tǒng)最大供水流量為915.13m3/h,揚程41.6m,選擇200-400(I)型臥式離心泵4臺,并聯(lián)運行,單泵額定流量260m3/h,揚程42m,電機功率45kw,配45kw一托四變頻一臺,1000 m3/h的自動反沖洗式過濾器1臺,2臺SFG-400型施肥罐。
棉花種植行距為10cm+66cm+10cm+66cm,滴灌帶按一管四布設,平均間距1.52m。滴灌帶滴頭流量2.8L/h,間距0.3m,工作壓力0.1MPa;支管采用D90薄壁PE管,工作壓力0.25MPa,滴管帶通過調壓按扣三通與支管連接;干管采用PVC管,工作壓力0.4MPa。
選用D90調壓電磁閥,即在支管入口調壓,讓流量偏差在支管和毛管兩級分配,電磁閥水頭損失3m,毛管通過按扣三通與支管連接。該技術方案特點是支管相對鋪設長度短(鋪設長度最可達68m),干管間距小,干管用量大,支管和電磁閥的單位造價較低。電磁閥采用進口以色列NETAFIM電磁閥,過水流量為60-90方/h,單位造價為1300元/個。
該系統(tǒng)共用213個電磁閥(控制面積14畝/個),單閥控制面積14畝/個。采用單支管輪灌方式,劃分為15個輪灌組,灌水周期4.5d,一次灌水延續(xù)時間6h。系統(tǒng)配備有18套水分傳感器,還配備了棉花動態(tài)生長視頻設備以及小型氣象站等。
3.4 自動化系統(tǒng)結構組成及功能
自動化系統(tǒng)采用石河子大學自主研發(fā)的基于GPRS棉田自動化控制系統(tǒng),系統(tǒng)采用有線方式進行自動化水肥監(jiān)測與控制,由灌溉自動控制子系統(tǒng)、農(nóng)田墑情監(jiān)測子系統(tǒng)、作物生長圖像采集分析子系統(tǒng)、水肥智能決策子系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。系統(tǒng)可根據(jù)氣象信息、土壤墑情、作物生長視頻監(jiān)測結果(看天、看地、看苗)自動評估水肥狀況及作物長勢,并將結果自動發(fā)送到用戶手機,用戶根據(jù)智能決策結果進行自動化灌溉。該系統(tǒng)可提高田間水肥利用效率,減輕干部職工的工作強度,從而實現(xiàn)農(nóng)田信息監(jiān)測的實時性、預報的動態(tài)性、灌溉的自控性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準化目標,最終達到節(jié)水、增產(chǎn)、節(jié)本、擴植、增效的目的。
3.5 項目投入情況
3013畝示范項目總投入320萬,畝投入1032元/畝。其中,滴灌工程部分投入220萬元,畝投入710元/畝,由于需要配合自動化控制,不能完全按水利學最優(yōu)化配置,畝造價同比普通滴灌高出20-50元/畝;3013畝示范項目總投入80.4936萬元,其中,自動化系統(tǒng)總投入52.4936萬元,畝均投入174元;水肥監(jiān)測與智能決策系統(tǒng)投入20萬元,畝均66元;設備安裝、運行維護、技術培訓及前期費等科技保障投入8萬元,畝均投入26元。;系統(tǒng)投入要根據(jù)電磁閥控制面積大小以及系統(tǒng)控制面積大小而定,本系統(tǒng)電磁閥控制面積僅14畝/個。由于電磁閥為進口,造價很高,如果電磁閥控制面積加大,畝成本會降低。
3.6 示范區(qū)產(chǎn)量情況
示范區(qū)棉花全期共灌水11次,每次灌水15-25方/畝,灌水總量260方/畝,比未進行水分智能監(jiān)控的滴灌系統(tǒng)節(jié)水30方/畝。由于示范區(qū)土壤鹽堿較大,部分地塊是新收復的棄耕地,原有耕地也進行二次復平(無埂條田建設),耕作層受到一定的破壞,2007年由于出苗率不高,平均籽棉測產(chǎn)375公斤,但比2006年增產(chǎn)52公斤。
4、 示范項目建設的幾點認識
經(jīng)過試驗,實施滴灌自動化控制效果良好,主要體現(xiàn)為以下幾方面:
4.1輪灌制度的操作方式?jīng)Q定了自動化控制的必要性
滴灌系統(tǒng)是根據(jù)作物生長情況和地理條件設計總需水量,再從水利學角度將總水量經(jīng)過多級輸水管和滴灌帶均勻分配到田間,自動化控制技術實施,由中央監(jiān)控站對田間工作站和田間電磁閥按水利學優(yōu)化設計輪灌制度進行灌溉,杜絕人工開啟閥門的隨意性,管理方便。
4.2 滴灌自動化控制是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路
自動化控制是信息技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體應用,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向。職工土地承包管理從40畝向300畝甚至更高邁進,必須依靠自動化管理手段,精準滴灌更需要智能化決策的技術支撐。
4.3 為不同土質棉花滴灌模式各生育期需水量提供了科學依據(jù)。
從推行自動化控制灌溉滴灌,科研人員對不同灌溉不同土質下的滴灌模式棉花各生育期需水量進行了大量的研究,自動化控制的實施確保了滴灌時間、滴量及灌水周期,為滴灌模式下不同土質棉花各生育期需水量提供了科學依據(jù)。達到節(jié)水效果。由于采用自動化控制灌溉,灌溉時間得以保證,從而使灌溉水量得到有效控制,達到了預期的節(jié)水效果。本項目區(qū)實測節(jié)水50方/畝,水費價格0.10元/方,畝節(jié)約水費5元,3100畝棉田共節(jié)約水費24485元。
4.4 提高了棉花生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)效率
實施自動化控制,棉花管理定額由原來的30-50畝提高到250畝地。項目的實施,提高了管理定額提高,為團場進一步推廣農(nóng)業(yè)信息技術提供了實踐應用經(jīng)驗。自動化控制軟件是國內(nèi)自主研發(fā)的,操作比較簡單。由于滴灌系統(tǒng)運行是采用程序化管理,所有電磁閥的開啟均由中央監(jiān)控室統(tǒng)一管理,節(jié)省了大量的勞動力。
5、存在的問題及建議
滴灌自動化技術畢竟是一項高新技術,需要考慮的影響因素很多。除了設備質量過關外,還要考慮軟件設計、網(wǎng)絡布設、通訊協(xié)議接口、防水防盜等。在系統(tǒng)運行中我們認為還存在以下不足:
5.1 有線控制方式的線纜保護問題
本系統(tǒng)運行過程中,我們采用有線方式進行數(shù)據(jù)通訊,但由于本示范區(qū)土壤鹽堿很大,線纜埋設又是跟隨地下管道一起進行的,深度在80cm左右,長期浸泡在潮濕的鹽堿水中,對電纜腐蝕很大。加上新上系統(tǒng)灌水過程中多處出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象,挖掘管道時線路多處損傷,致使通訊信號時斷時續(xù),影響了數(shù)據(jù)傳輸。
5.2 系統(tǒng)造價過高
系統(tǒng)需然采用的是國產(chǎn)系統(tǒng),但系統(tǒng)總造價超過1000元/畝,這也是制約項目大面積推廣的一個主要因素。
5.3水肥監(jiān)測精度與控制精度的統(tǒng)一性不夠
由于水監(jiān)測主要采用的是探測器,養(yǎng)分監(jiān)測主要采用數(shù)碼相機攝象等來收集,這就存在一個監(jiān)測精度問題,一個監(jiān)測器控制的范圍是一個以監(jiān)測器為圓心的圓,而控制滴灌一個輪灌組是上個方陣,況且監(jiān)測范圍與控制范圍也不能重合;加之團場對土壤性質原始數(shù)據(jù)、基礎資料不足也是影響監(jiān)測精度的一個因素。
5.4人員素質與自動化系統(tǒng)相互適應的問題
由于系統(tǒng)采用的是當前我國最先進的自動化系統(tǒng),對建設后的管理要求比較高,系統(tǒng)了現(xiàn)問題時往往束手無策,影響系統(tǒng)正常運行,問題排除速度慢。同時,自動化控制系統(tǒng)要盡量適應使用者的知識層次和技術水平,使用者也要不斷提高自身素質適應新技術帶來的挑戰(zhàn),這是一個相互作用的過程。作為開發(fā)者和使用者應該進行充分的溝通才能達到一種平衡,也才能使先進的技術迅速得到推廣。
近幾年,隨著該項技術不斷成熟,建設成本的不斷降低,自動化控制滴灌開始在兵團部分團場得到較大范圍的應用并取得了成功,棉花膜下滴灌監(jiān)測與自動化控制是滴灌自動化控制與棉花膜下栽培模式及測土施肥的完美結合,他是通過探測器,把探測到的土壤墑情和肥力狀況經(jīng)自動化處理后,通過自動化控制滴灌這個平臺去實現(xiàn)精準滴水、精準施肥的一項技術。2007年,我團在三監(jiān)區(qū)的3013畝(一套系統(tǒng)控制)上實施該項技術,并取得了初步成功,現(xiàn)就該項目建設的情況談談該項技術實施與應用。
1、項目區(qū)概況
49團灌區(qū)農(nóng)業(yè)技術裝備良好,我團現(xiàn)有耕地面積 15.5 萬畝,農(nóng)田作業(yè)率100%,農(nóng)業(yè)機械化程度較高。目前,全團各類節(jié)水灌溉新技術如膜下滴灌、移動式滴灌等已開始大面積推廣,自2005-2007年,我團先后投入5000余萬元資金進行了新技術的應用,一是在16個農(nóng)業(yè)連隊,4個監(jiān)區(qū)安裝了設施節(jié)水灌溉設備,2007年,又新增節(jié)水灌溉面積2萬畝,使全團節(jié)水灌溉面積達8.8萬畝,占目前棉花播種面積的83.8%。經(jīng)過近幾年節(jié)水灌溉項目建設,團場在建設和運行管理方面,積累了豐富的經(jīng)驗,培養(yǎng)了一支技術干部隊伍,建設與管理的體制不斷健全,水平逐步提高,為“棉花膜下滴灌微機智能決策及自動化控制系統(tǒng)”項目的示范建設奠定了基礎。
2、項目引進的過程
2.1常規(guī)滴灌方式存在問題
由于現(xiàn)有的滴灌系統(tǒng)均采用人工控制球閥進行灌溉,受長期溝灌傳統(tǒng)思維影響,種植戶不能嚴格按照設計灌溉時間、周期、秩序,而是經(jīng)常人為延長灌溉時間、打亂輪灌秩序,造成輪灌周期得不到有效控制,最終造成棉花滴灌系統(tǒng)運行不正常,棉田因灌水不均勻而整體減產(chǎn),很難達到預期的節(jié)水增產(chǎn)目的。
根據(jù)近幾年設計的方案來看,設計者從水力學最優(yōu)化設計角度將水量分到各支管以達到壓力均衡及水量平衡的目的,以提高管道利用率、節(jié)省管材投資。這也是滴灌推廣初期為降低成本達到大面積推廣使用的必由之路。但此種設計理念的提出也導致后期滴灌管理操作的不便性,主要表現(xiàn)為以下幾點:
2.1.1我團現(xiàn)有常規(guī)滴灌面積達9萬畝,且全部采用的是兵團農(nóng)八師的支附管設計模式,地面球閥較多(平均每畝地達1.4個)。同時開啟的閥門很分散,增大了職工的勞動強度切且不便操作。特別是夜間棉田內(nèi)不便行走,職工通常有“省事”心理,選取就近幾組閥或方便開啟的閥門滴灌,人為打破輪灌制度。
2.1.2由于土地承包到戶,種植戶在水肥分攤上不能達到一致,導致不能按設計輪灌制度開啟球閥,但也同時打破了水力運行規(guī)律無法保證系統(tǒng)壓力的建立,系統(tǒng)壓力無法建立也同時導致灌水質量無法保證,這就是平常我們說的低壓運行的主要原因。
2.1.3不按灌溉制度操作就會造成灌溉均勻性遭到破壞,這是造成滴灌系統(tǒng)不節(jié)水,或節(jié)水就減產(chǎn)的主要原因。 這些問題得不到解決,導致部分種植戶對滴灌效果產(chǎn)生質疑,拒絕使用滴灌帶及滴灌設施。
2.2膜下滴灌采用自動化控制的必要性
現(xiàn)有滴灌系統(tǒng)想達到節(jié)水、增產(chǎn)的目的只有通過以下途徑:
2.2.1嚴格執(zhí)行灌溉制度,達到水利設計要求。
2.2.2提高設備運轉效率,保證灌溉均勻度。
2.2.3根據(jù)棉花不同生育期的需水規(guī)律合理分配灌水量。
2.2.4根各地土壤肥力狀況和棉花各生長期對各種肥力的需求分配肥料。
2.2.5根據(jù)不同時期氣候情況靈活調整灌溉計劃。
2.2.6減輕勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率。
而這些問題只有通過自動化控制灌溉,降低人為因素影響,才能有效解決。
3、項目基本建設情況
3.1前期情況
此項目由石河子大學與農(nóng)三師設計院共完成設計任務,農(nóng)三師設計院負責滴灌水利工程設計部分,石河子大學負責自動化與監(jiān)測部分。并通過招投標,自動化控制與監(jiān)測部分由石河子大學石達賽特有限責任公司中標并完成。
3.2 建設面積
自動化系統(tǒng)2007年在我團三監(jiān)區(qū)建設成功,示范面積3013畝,示范區(qū)土壤質地為砂壤土,土壤貧瘠,開墾種植不到兩年。示范區(qū)種植棉花品種為中棉35號,播期為4月8日--4月15日。
3.3 系統(tǒng)配置
示范區(qū)為新建滴灌系統(tǒng),系統(tǒng)最大供水流量為915.13m3/h,揚程41.6m,選擇200-400(I)型臥式離心泵4臺,并聯(lián)運行,單泵額定流量260m3/h,揚程42m,電機功率45kw,配45kw一托四變頻一臺,1000 m3/h的自動反沖洗式過濾器1臺,2臺SFG-400型施肥罐。
棉花種植行距為10cm+66cm+10cm+66cm,滴灌帶按一管四布設,平均間距1.52m。滴灌帶滴頭流量2.8L/h,間距0.3m,工作壓力0.1MPa;支管采用D90薄壁PE管,工作壓力0.25MPa,滴管帶通過調壓按扣三通與支管連接;干管采用PVC管,工作壓力0.4MPa。
選用D90調壓電磁閥,即在支管入口調壓,讓流量偏差在支管和毛管兩級分配,電磁閥水頭損失3m,毛管通過按扣三通與支管連接。該技術方案特點是支管相對鋪設長度短(鋪設長度最可達68m),干管間距小,干管用量大,支管和電磁閥的單位造價較低。電磁閥采用進口以色列NETAFIM電磁閥,過水流量為60-90方/h,單位造價為1300元/個。
該系統(tǒng)共用213個電磁閥(控制面積14畝/個),單閥控制面積14畝/個。采用單支管輪灌方式,劃分為15個輪灌組,灌水周期4.5d,一次灌水延續(xù)時間6h。系統(tǒng)配備有18套水分傳感器,還配備了棉花動態(tài)生長視頻設備以及小型氣象站等。
3.4 自動化系統(tǒng)結構組成及功能
自動化系統(tǒng)采用石河子大學自主研發(fā)的基于GPRS棉田自動化控制系統(tǒng),系統(tǒng)采用有線方式進行自動化水肥監(jiān)測與控制,由灌溉自動控制子系統(tǒng)、農(nóng)田墑情監(jiān)測子系統(tǒng)、作物生長圖像采集分析子系統(tǒng)、水肥智能決策子系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。系統(tǒng)可根據(jù)氣象信息、土壤墑情、作物生長視頻監(jiān)測結果(看天、看地、看苗)自動評估水肥狀況及作物長勢,并將結果自動發(fā)送到用戶手機,用戶根據(jù)智能決策結果進行自動化灌溉。該系統(tǒng)可提高田間水肥利用效率,減輕干部職工的工作強度,從而實現(xiàn)農(nóng)田信息監(jiān)測的實時性、預報的動態(tài)性、灌溉的自控性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準化目標,最終達到節(jié)水、增產(chǎn)、節(jié)本、擴植、增效的目的。
3.5 項目投入情況
3013畝示范項目總投入320萬,畝投入1032元/畝。其中,滴灌工程部分投入220萬元,畝投入710元/畝,由于需要配合自動化控制,不能完全按水利學最優(yōu)化配置,畝造價同比普通滴灌高出20-50元/畝;3013畝示范項目總投入80.4936萬元,其中,自動化系統(tǒng)總投入52.4936萬元,畝均投入174元;水肥監(jiān)測與智能決策系統(tǒng)投入20萬元,畝均66元;設備安裝、運行維護、技術培訓及前期費等科技保障投入8萬元,畝均投入26元。;系統(tǒng)投入要根據(jù)電磁閥控制面積大小以及系統(tǒng)控制面積大小而定,本系統(tǒng)電磁閥控制面積僅14畝/個。由于電磁閥為進口,造價很高,如果電磁閥控制面積加大,畝成本會降低。
3.6 示范區(qū)產(chǎn)量情況
示范區(qū)棉花全期共灌水11次,每次灌水15-25方/畝,灌水總量260方/畝,比未進行水分智能監(jiān)控的滴灌系統(tǒng)節(jié)水30方/畝。由于示范區(qū)土壤鹽堿較大,部分地塊是新收復的棄耕地,原有耕地也進行二次復平(無埂條田建設),耕作層受到一定的破壞,2007年由于出苗率不高,平均籽棉測產(chǎn)375公斤,但比2006年增產(chǎn)52公斤。
4、 示范項目建設的幾點認識
經(jīng)過試驗,實施滴灌自動化控制效果良好,主要體現(xiàn)為以下幾方面:
4.1輪灌制度的操作方式?jīng)Q定了自動化控制的必要性
滴灌系統(tǒng)是根據(jù)作物生長情況和地理條件設計總需水量,再從水利學角度將總水量經(jīng)過多級輸水管和滴灌帶均勻分配到田間,自動化控制技術實施,由中央監(jiān)控站對田間工作站和田間電磁閥按水利學優(yōu)化設計輪灌制度進行灌溉,杜絕人工開啟閥門的隨意性,管理方便。
4.2 滴灌自動化控制是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路
自動化控制是信息技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體應用,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向。職工土地承包管理從40畝向300畝甚至更高邁進,必須依靠自動化管理手段,精準滴灌更需要智能化決策的技術支撐。
4.3 為不同土質棉花滴灌模式各生育期需水量提供了科學依據(jù)。
從推行自動化控制灌溉滴灌,科研人員對不同灌溉不同土質下的滴灌模式棉花各生育期需水量進行了大量的研究,自動化控制的實施確保了滴灌時間、滴量及灌水周期,為滴灌模式下不同土質棉花各生育期需水量提供了科學依據(jù)。達到節(jié)水效果。由于采用自動化控制灌溉,灌溉時間得以保證,從而使灌溉水量得到有效控制,達到了預期的節(jié)水效果。本項目區(qū)實測節(jié)水50方/畝,水費價格0.10元/方,畝節(jié)約水費5元,3100畝棉田共節(jié)約水費24485元。
4.4 提高了棉花生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)效率
實施自動化控制,棉花管理定額由原來的30-50畝提高到250畝地。項目的實施,提高了管理定額提高,為團場進一步推廣農(nóng)業(yè)信息技術提供了實踐應用經(jīng)驗。自動化控制軟件是國內(nèi)自主研發(fā)的,操作比較簡單。由于滴灌系統(tǒng)運行是采用程序化管理,所有電磁閥的開啟均由中央監(jiān)控室統(tǒng)一管理,節(jié)省了大量的勞動力。
5、存在的問題及建議
滴灌自動化技術畢竟是一項高新技術,需要考慮的影響因素很多。除了設備質量過關外,還要考慮軟件設計、網(wǎng)絡布設、通訊協(xié)議接口、防水防盜等。在系統(tǒng)運行中我們認為還存在以下不足:
5.1 有線控制方式的線纜保護問題
本系統(tǒng)運行過程中,我們采用有線方式進行數(shù)據(jù)通訊,但由于本示范區(qū)土壤鹽堿很大,線纜埋設又是跟隨地下管道一起進行的,深度在80cm左右,長期浸泡在潮濕的鹽堿水中,對電纜腐蝕很大。加上新上系統(tǒng)灌水過程中多處出現(xiàn)爆管等現(xiàn)象,挖掘管道時線路多處損傷,致使通訊信號時斷時續(xù),影響了數(shù)據(jù)傳輸。
5.2 系統(tǒng)造價過高
系統(tǒng)需然采用的是國產(chǎn)系統(tǒng),但系統(tǒng)總造價超過1000元/畝,這也是制約項目大面積推廣的一個主要因素。
5.3水肥監(jiān)測精度與控制精度的統(tǒng)一性不夠
由于水監(jiān)測主要采用的是探測器,養(yǎng)分監(jiān)測主要采用數(shù)碼相機攝象等來收集,這就存在一個監(jiān)測精度問題,一個監(jiān)測器控制的范圍是一個以監(jiān)測器為圓心的圓,而控制滴灌一個輪灌組是上個方陣,況且監(jiān)測范圍與控制范圍也不能重合;加之團場對土壤性質原始數(shù)據(jù)、基礎資料不足也是影響監(jiān)測精度的一個因素。
5.4人員素質與自動化系統(tǒng)相互適應的問題
由于系統(tǒng)采用的是當前我國最先進的自動化系統(tǒng),對建設后的管理要求比較高,系統(tǒng)了現(xiàn)問題時往往束手無策,影響系統(tǒng)正常運行,問題排除速度慢。同時,自動化控制系統(tǒng)要盡量適應使用者的知識層次和技術水平,使用者也要不斷提高自身素質適應新技術帶來的挑戰(zhàn),這是一個相互作用的過程。作為開發(fā)者和使用者應該進行充分的溝通才能達到一種平衡,也才能使先進的技術迅速得到推廣。