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现代农业灌溉技术的发展现状及发展前

  我国进人90年代,国家对农业节水灌溉较为重视,投人相对增加,各地纷纷建立了设施农业的示范点,促进了滴灌和微喷灌节水技术在我国的应用。但就农田灌溉系统在节能方面的考虑,设置既节水又节能高效一体化的全方位全功能的自动化系统还相应缺乏。节约能源,不可小视,从农业技术可持续发展的战略上考虑,必须在节水的同时还应考虑节能,以利于实现高效,以便于加快自动化的进程,有利于经济性的提高,有助于实现农业发展的自动化和电气化。

   1 现代节水农业技术研究现状
   现代节水农业技术是传统的节水农业技术与生物、计算机模拟、电子信息、高分子材料等高新技术结合的产物。随着现代化规模经营农业的发展,由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上,采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦(沟)灌概系统的性能,具有节水、增产的显著效益。随着计算机技术的发展,在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上,利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性,获得最佳的灌水控制参数,有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。
   除地面灌溉技术外,发达国家十分重视对喷、微灌技术的研究和应用。微灌技术是所有田间灌水技术中能够做到对作物进行精量灌概的高效方法之一。美国、以色列、澳大利亚等国家特别重视微灌系统的配套性、可靠性和先进性的研究,将计算机模拟技术、自控技术、先进的制造成模工艺技术相结合开发高水力性能的微灌系列新产品、微灌系统施肥装置和过滤器。喷头是影响喷灌技术灌水质量的关键设备,世界主要发达国家一直致力于喷头的改进及研究开发,其发展趋势是向多功能、节能、低庄等综合方向发展。如美国先后开发出不同摇臂形式、不向仰角及适甩子不同目的的多功能喷头,具有防风、多功能利用、低压工作的显著特点。
   为减少来自农田输水系统的水量损失,许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来,国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面,开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料,研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。如已在德国、美国应用的新型土工复合材料GCLS就具有防渗性能好、抗穿刺能力强的明显特点。此外,管道输水技术因成本低、节水明显、管理方便等特点,已作为许多国家开展灌区节水改造的必要措施,开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制是渠灌区发展输水灌溉中巫待解决的关键问题。

   2 从节能角度看农业灌溉技术的发展前景
   2.1现代我国对农业灌溉技术节水方面十分重视,对节能方面的探究仍然缺乏。我国是农业大国,全国农田种植面积相当可观,即使每hmZ农田能节约一点能源,全国加起来数目很可观。节能能提高效率,提高经济性,有助于实现自动化、电气化,应提倡节水、节能、高效一体化,实现农业真正意义上的自动化。     2.2节能所需设备
   排灌泵:主要用于大块农田灌溉及菜田、果园、花卉和家庭生活用水,也可用于城乡建筑、工矿企业场地排水,用途十分广泛,尤其受农村和无电地区的欢迎。其结够紧凑、性能优越、体积小、重量轻、价格低廉、效率高、节约能源(其节电率可达20%一80%)、使用操作方便、工农业通用等特点。液力偶合器:是以油压来传递动力的变速传动装置,因油压大小不受等级的限制,所以它是一个无级变速的联轴器。通过改变工作油量的多少即可改变调节涡轮的转速,从而适应水泵的转速需要。可自动调节灌水量,并且这种调节方式比阀门调节方式效率高得多。可与田间测控设备(土壤水分传感器、管道流量传感器)、PLC控制器相结合实现农田灌溉系统的节水、节能高效一体的自动化控制。也可采用高性能矢量变频器在感应式异步电动机伺服系统上运用,系统采用PLC控制、高性能变频器调速以及上位机监控技术,提高了系统的灵活性、工作可靠性,并起到节能高效的作用。
   2.3系统运作展望。系统不需要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌概。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备,实现了网络化管理。随着计算机技术、电子信息技术、红外遥感技术以及其他技术的应用,使得在土壤水分动态、土壤水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况等方面的数据监测、采集和处理手段得到长足发展,促进了农业用水管理水平的提高。

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