智慧灌溉新时代：精准浇灌，节水节肥，赋能现代农业可持续发展

文摘 2024-11-05 16:51 北京

近日，农业农村部发布的《全国智慧农业行动计划（2024—2028年）》指出，各地根据种植品种和生产条件的实际需求，集成应用适宜的信息技术装备，因地制宜建设多样化的智慧农场；智慧农场要重点应用环境监测调控、水肥药精准管理、智能植保、无人巡检运输、智能农机等技术装备。

农业是用水大户，我国农业用水量占总用水量的60%以上，农业节水潜力巨大。近年来，节水灌溉保障粮食安全取得新进展。据统计，2014年以来，我国在粮食连年丰收的情况下，全国农业灌溉用水总量实现了零增长。我国农田灌溉水有效利用系数从2014年的0.530提升至2023年的0.576，耕地灌溉亩均用水量从2014年的402立方米下降至2023年的347立方米。而这些成就主要归功于智慧灌溉智能节水的应用。

智慧灌溉推动农业智能化、现代化发展

智慧灌溉是指利用现代信息技术，如物联网、大数据、云计算等，对农田灌溉过程进行智能化管理和控制的技术。其核心在于精准感知、智能决策和精准执行。通过在农田布置各类传感器，实时监测土壤水分、气温、湿度等环境参数，并将这些数据传输到云端服务器进行分析处理。结合作物生长模型和灌溉制度，系统能够生成灌溉决策指令，再通过智能灌溉设备执行灌溉操作，实现农田水分的精准管理。智慧灌溉技术具有精确控制、节水环保、自动化管理、远程监控等特点，能够显著提高灌溉效率和降低劳动力成本。在一些农业生产场景，还会将灌溉与施肥相结合，即水肥一体化技术，提高水资源和肥料的利用率。

水肥一体化技术在现代农业中的应用、挑战与发展趋势

智能灌溉系统应用广泛，涵盖各类粮经作物，如谷类、蔬菜、水果、药草等，不论地形是平原还是山地，土质是透水性强还是渗透力弱都能适用。此外，该系统还可用于园林草地和花卉的灌溉，为农业和林业提供了智能化精准灌溉的有力支持。

远程操作，节水10%！

宁波市海曙区古林镇蜃蛟片区的优质高效水稻大田种植数字农业技术集成示范项目中，智慧灌溉系统从2020年7月晚稻插秧后首次投用，至12月初晚稻收割完毕，估算节水约 10%。该系统覆盖了800亩农田，集成了进水口、泵房、闸门、电动调节阀等先进设施，并通过物联网技术实现了灌溉的智能化与精准控制。该系统不仅能够实时监测水泵工作参数、沟渠管道流量及田间水位，还能自动分析灌溉前后水质数据，确保土壤不受污染，并通过生态拦截与净化装置，保障灌溉后的水质达标排放。

在实际应用中，智慧灌溉系统展现出了显著的节水效果，充分彰显了数字农业技术的高效节水特点。同时，该系统全程网上操作，无需人工现场查看，不仅节省了人力成本，还提高了灌溉数据的精准度和水资源利用效率。此外，智慧灌溉系统还有效减少了养分和农药对周边河流的污染，实现了环境友好型的灌溉方式，推动了农业生产的可持续发展。

精准浇灌“解渴” 智慧节水保供

在今年连晴高温、气温直逼39℃的严峻考验下，荣昌区清流镇马草村的柑橘基地却呈现出一派生机勃勃的景象，近2000亩柑橘树绿意盎然，这得益于智慧灌溉系统的应用。以往，面对高温干旱，果农们需集体出动，从附近河流取水灌溉，不仅运输困难，而且漫灌方式易导致灌溉不均和水源浪费。

为了解决这一难题，荣昌区投建了智慧水利系统，推广管灌、滴灌、喷灌等节水灌溉技术，并配套安装了智能化电磁阀、超声波流量计等先进设备。在柑橘基地，5个分水口的建设和智能灌溉管理程序的应用，使得灌溉工作变得轻松高效。基地负责人只需将水卡插入无线阀门控制器，输入用水量并点击确认，邻近水库的水便能自动补入山坪塘。随后，负责人通过手机上的智能灌溉管理程序，根据不同区域的用水需求，精准控制灌溉系统，实现了近2000亩柑橘树的分区精准、节水灌溉。

据统计，智慧灌溉系统的应用使得灌溉用水节约了60%，人工节约了80%，整个果园仅需一人控制就能满足灌溉需求。此外，该系统每次取水约2000立方米，仅需6小时，便能满足基地以及周边种植大户、村民的2500余亩柑橘两天的灌溉需求。目前，荣昌区智慧水利系统已经覆盖8个灌区，能够满足16个乡镇（街道）约20万亩农作物的灌溉需求，为农业生产提供了有力的保障。

智能水肥一体化节水节肥效果显

在新疆温泉县，农业技术推广站依托旱作节水项目在哈日布呼镇和安格里格镇各建立了 2000亩智能水肥一体化示范区。该示范区在原有滴灌的基础上进行智能化改造，加装田间智能化设备、配置电磁阀（电动阀）、田间小气象站、物联网设备和首部自动化控制设备，加快了自动化、信息化、智能化技术的应用。通过实时监测农田土壤墒情，制定相应灌溉计划，推进测墒节灌，进一步节约灌溉用水。与传统管理模式相比，不仅可以减少劳动人数、降低劳动强度，还能节水20%以上，节肥15%以上，实现提质增效。此外，温泉县冬小麦和玉米种植也采用了水肥一体化优质高效栽培技术模式。例如，温泉县冬小麦水肥一体化优质高效栽培技术模式从播种、毛管布置方法、滴水滴肥技术、病虫害防治等方面进行了总结。温泉县玉米膜下滴灌水肥一体化栽培技术则包括品种选择、布管方法、播种技术、田间管理、灌水施肥及病虫害防治等各项技术措施，实现了水肥同步管理，节水节肥效果明显。

智能灌溉行业发展趋势

随着物联网、大数据、人工智能等前沿科技的持续飞跃，智慧灌溉解决方案正稳步迈向智能化、精细化的全新发展阶段。未来的智慧灌溉系统，将展现出前所未有的智能化、自主化及高度自适应的能力，它将深度整合作物的生长周期需求、实时环境状况及市场需求等多元因素，灵活制定并实施灌溉策略，旨在最大化地提升农业生产的综合效益。

在这一进程中，智慧灌溉系统将充分利用大数据分析技术，深入挖掘农田环境、作物生长节律、市场需求等丰富数据，为农业生产提供更为精准、科学的决策依据。同时，人工智能技术的深度融合，将使系统具备自主决策与自适应调整的能力，进一步提升农业生产的效率与品质。此外，智慧灌溉体系还将与众多农业智能化设备与系统实现无缝对接，共同构建起一个科技化、智能化的农业生产新模式。通过与智能农机、智能温室等设施的协同作业，实现对农业生产全流程的精密调控，推动农业生产效能与品质的双重飞跃，为农业现代化注入新的活力，助力可持续发展。

展望未来，智慧灌溉行业的发展将呈现出以下显著趋势：

灌溉效率与水资源利用率的双重提升

面对传统农业灌溉中水资源浪费与能源消耗过高的问题，智能灌溉系统将发挥至关重要的作用。通过实时监控土壤湿度、气候条件及作物需水状况，系统能够实现精准灌溉，有效避免水资源的无谓浪费与作物的过度浇灌。同时，系统的自动化操作与数据分析能力，将进一步提升灌溉过程的准确性与稳定性，显著提高灌溉效率与水资源利用率。

节能降耗与人力资源的优化配置

智能灌溉系统的广泛应用，将大幅减轻农民的劳动强度，优化人力资源配置。通过集成先进的传感器与控制器，系统能够实时感知环境变量，自动调节水泵及喷水设施，实现灌溉作业的自动化与智能化。这种操作方式不仅降低了能源消耗，还提升了农业生产效率，为农民提供了更加便捷、高效的灌溉体验。

农作物产量与品质的双重提升

智能灌溉技术能够针对作物的生长需求与状况进行精准供水，避免缺水或过度浇水对作物造成的不良影响。同时，系统还能根据作物实际需求调整灌溉水质与施肥策略，确保作物获取适量的水分与营养物质。这将有助于缩短作物生长周期，提升抗病虫害能力，从而实现农作物产量与品质的双重提升，为农业生产带来更大的经济效益。

物联网与AI技术的深度融合引领创新升级

物联网与AI技术的深度融合将成为智慧灌溉行业发展的重要驱动力。借助物联网技术，智能灌溉系统能够与农户、农业专家及监管机构实现无缝对接，实时监控灌溉状况并实现远程操控。同时，AI技术的引入将使系统能够根据历史数据与学习算法进行自我优化与决策，为用户提供更加智能化、个性化的灌溉策略。这将显著提升灌溉系统的智能化水平，推动智慧灌溉行业的创新发展，为农业生产提供更加高效、精准的灌溉服务。

绿色农业与可持续发展理念的深入融合

随着全球对环境保护与可持续发展的日益重视，智慧灌溉行业将更加注重绿色农业理念的实施。通过优化灌溉策略、提高水资源利用率、减少化肥农药的使用等措施，智慧灌溉系统将助力农业生产实现绿色转型。同时，系统还能够实时监测农田环境状况，为农业生产提供环境保护与可持续发展的决策支持，推动农业生产的可持续发展进程。

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