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[摘 要]在科学和信息技术不断进步的背景下,各种先进的自动化技术开始在农业节水灌溉中广泛应用,为我国农业的健康发展奠定了良好基础。鉴于此,本文首先对农业节水自动灌溉系统进行了简要概述,并详细探讨了我国农业节水自动灌溉系统完善措施,最后有针对性总结了农业节水灌溉中自动化技术的应用前景,以供参考。
[关键词]农业;节水灌溉;自动化技术;应用
中图分类号:TD65 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)34-0195-01
在农业灌溉中,要想最大限度的节约水资源,在充分利用相关节水技术以及设备的基础上,还必须综合分析灌区自然环境、灌溉技术设备、灌溉水资源开发以及土质等客观因素,从整体角度出发实现动态化利用灌区水资源的目标,在这一过程中,自动化技术的重要性突显出来。我国的农业节水灌溉的自动化技术起步较晚,从长期发展的角度出发,现阶段积极加强农业节水灌溉中自动化技术的应用研究势在必行。
一、 农业节水自动灌溉系统概述
(一)系统原理
在有效应用自动化技术基础上形成的农业节水自动灌溉系统,通常由软件系统、数据采集系统、传感器、电磁阀和中央控制计算机等构成,(下图一所示)在实际操作中,要求工作人员首先结合当地农业发展情况,有针对性的制定灌溉数据,并对传感器这一媒介进行充分的应用,对土地中的实际灌溉情况进行数据采集,传感器会将所采集的数据向中央处理系统传递,最后该系统会对所采集的数据以及事先制定的数据进行对比,当标准数值高于实际数据时,应执行灌溉任务,反之,则会自动关闭灌溉系统[1]。
(二)系统特点
为了方便农民操作和使用,简单便捷是农业节水自动灌溉系统的一大特点。其没有复杂的组成部件,在对其进行应用的过程中,通常只需要定期的清洁即可;值得注意的是,在对该系统进行应用的过程中,通常还需要配合使用化学性农药,因此系统长时间使用过程中,各个部件会受到一定腐蚀,因此抗腐蚀性成为农业节水自动灌溉系统的另一大特点;同时,在对这一系统进行应用的过程中,其能够保证严格按照规定比例实施水肥混合,这样一来就可以保证灌溉过程中能够均匀的施肥,同时还能够根据农作物不同时期成长需求,有针对性的进行自动化施肥调节;该系统可以在自动化模式下运行,也可以在手动模式下运行;由于可以精确的控制水肥比例等参数,因此能够实现最大限度的资源节约[2]。
二、 我国农业节水自动灌溉系统完善措施
(一)设置硬件标准
要想在農业节水灌溉中将自动化技术的功能充分发挥出来,就必须有效设置硬件标准,努力实现实质和标准化农业节水自动灌溉系统运行目标。因此有效设置硬件标准势在必行。
首先,构建数字化和标准化的控制器。在整个节水灌溉控制系统中,控制器处于核心位置,是自动化技术合理应用的关键。构建数字化和标准化的控制器,能够实现实时采集、分析信息的目的,从而更加有效的调控环境因子参数;其次,构建数字化和标准化的传感器[3]。在整个节水灌溉控制系统中,传感器是实现土地相关数据测量的基础,其通常与中央处理系统相连。构建数字化和标准化的传感器能够有效控制测量数据的精度,因此现阶段应对智能传感器进行充分的应用;
(二)提高植物生长需要信息提取能力
要想充分应用自动化技术,提升农业节水灌溉系统的节水能力,就必须对农作物信息的重要性产生深刻认知,其是科学制定节水方案的关键。因此,在对农作物生长信息进行探测时应对先进的自动化技术进行充分的应用。现阶段广泛使用的自动化技术包括多光谱反射技术、植物电信号和红外技术等,通过对这些自动化技术的应用,能够及时掌握农作物生长过程中的营养需求,还能够预测病虫害生长情况,为有针对性的进行病虫害预防提供依据,更可以为农业灌溉中节水方案的制定提供保障。
三、 农业节水灌溉中自动化技术的应用前景
(一)有线拨号节水灌溉自动化系统
有线拨号节水灌溉自动化系统是建立在电话网络基础上的,以IMMS中央灌溉控制系统为代表。该系统在运行过程中,主要的数据通道为有线电话网络,而现阶段有线电话网络已经相对成熟,在这一媒介基础上,灌区中央控制中心可以获取大量数据,为动态化制定并调整灌溉水资源提供了依据[4]。与此同时,该系统运行过程中,灌区子系统还可以实现实时控制和数据同步监测的功能,在此基础上,灌水量、灌水顺序以及灌水时间等都会由控制中心计算机统一编制数据。值得注意的是,相关人员还将纠错报警功能融入了这一管理系统中,能够将人为操作失误发生的概率降到最低,从而达到节约水资源的目标。
(二)基于3S技术的节水灌溉自动化系统
以GIS、GPS、GPRS为代表的“3S”技术在近年来发展较快,并被广泛应用于各个领域的自动化建设和发展中,其在农业节水灌溉中的应用,也极大的提升了该系统的自动化水平和精确度,为完善了节水灌溉系统的自动化功能,从长远的角度来看,在对“3S”技术进行应用的过程中,有助于我国灌区综合自动化控制管理系统的形成和发展。下图二是GPRS的结构图:
结束语:
综上所述,将自动化技术与农业节水灌溉相结合,对于降低我国农业生产成本,提升节水灌溉设备利用率具有重要意义。因此,我国有关部门在运行的过程中,应从我国农业可持续发展的角度出发,加大对节水灌溉自动化控制管理系统的研究力度,从我国农业发展实际入手不断完善系统功能,只有这样才能够不断推动我国农业现代化建设的发展。
参考文献
[1] 张标,张领先,傅泽田,王洁琼.新型农业经营主体节水灌溉技术采纳行为及其影响因素研究——以北京市为例[J].农业现代化研究,2017,38(06):987-994.
[2] 刘志华,宗文明,赵博,郭阳,汪雨,朱梅.我国农业节水灌溉技术推广过程中的问题及对策建议[J].安徽农业科学,2017,42(10):3097-3098+3102.
[3] 王振,刘林,李凡,郭超男.农业技术创新扩散视角下的节水灌溉农业——以甘肃内陆干旱区交替灌溉节水技术示范与推广试点项目为例[J].山西农业大学学报(社会科学版),2016,12(07):665-671.
[4] 张志新.新疆节水灌溉发展态势和滴灌的生态效益——与“浅谈现代农业节水新概念——可持续节水”作者商榷(1)[J].节水灌溉,2018(11):51-54.
[关键词]农业;节水灌溉;自动化技术;应用
中图分类号:TD65 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)34-0195-01
在农业灌溉中,要想最大限度的节约水资源,在充分利用相关节水技术以及设备的基础上,还必须综合分析灌区自然环境、灌溉技术设备、灌溉水资源开发以及土质等客观因素,从整体角度出发实现动态化利用灌区水资源的目标,在这一过程中,自动化技术的重要性突显出来。我国的农业节水灌溉的自动化技术起步较晚,从长期发展的角度出发,现阶段积极加强农业节水灌溉中自动化技术的应用研究势在必行。
一、 农业节水自动灌溉系统概述
(一)系统原理
在有效应用自动化技术基础上形成的农业节水自动灌溉系统,通常由软件系统、数据采集系统、传感器、电磁阀和中央控制计算机等构成,(下图一所示)在实际操作中,要求工作人员首先结合当地农业发展情况,有针对性的制定灌溉数据,并对传感器这一媒介进行充分的应用,对土地中的实际灌溉情况进行数据采集,传感器会将所采集的数据向中央处理系统传递,最后该系统会对所采集的数据以及事先制定的数据进行对比,当标准数值高于实际数据时,应执行灌溉任务,反之,则会自动关闭灌溉系统[1]。
(二)系统特点
为了方便农民操作和使用,简单便捷是农业节水自动灌溉系统的一大特点。其没有复杂的组成部件,在对其进行应用的过程中,通常只需要定期的清洁即可;值得注意的是,在对该系统进行应用的过程中,通常还需要配合使用化学性农药,因此系统长时间使用过程中,各个部件会受到一定腐蚀,因此抗腐蚀性成为农业节水自动灌溉系统的另一大特点;同时,在对这一系统进行应用的过程中,其能够保证严格按照规定比例实施水肥混合,这样一来就可以保证灌溉过程中能够均匀的施肥,同时还能够根据农作物不同时期成长需求,有针对性的进行自动化施肥调节;该系统可以在自动化模式下运行,也可以在手动模式下运行;由于可以精确的控制水肥比例等参数,因此能够实现最大限度的资源节约[2]。
二、 我国农业节水自动灌溉系统完善措施
(一)设置硬件标准
要想在農业节水灌溉中将自动化技术的功能充分发挥出来,就必须有效设置硬件标准,努力实现实质和标准化农业节水自动灌溉系统运行目标。因此有效设置硬件标准势在必行。
首先,构建数字化和标准化的控制器。在整个节水灌溉控制系统中,控制器处于核心位置,是自动化技术合理应用的关键。构建数字化和标准化的控制器,能够实现实时采集、分析信息的目的,从而更加有效的调控环境因子参数;其次,构建数字化和标准化的传感器[3]。在整个节水灌溉控制系统中,传感器是实现土地相关数据测量的基础,其通常与中央处理系统相连。构建数字化和标准化的传感器能够有效控制测量数据的精度,因此现阶段应对智能传感器进行充分的应用;
(二)提高植物生长需要信息提取能力
要想充分应用自动化技术,提升农业节水灌溉系统的节水能力,就必须对农作物信息的重要性产生深刻认知,其是科学制定节水方案的关键。因此,在对农作物生长信息进行探测时应对先进的自动化技术进行充分的应用。现阶段广泛使用的自动化技术包括多光谱反射技术、植物电信号和红外技术等,通过对这些自动化技术的应用,能够及时掌握农作物生长过程中的营养需求,还能够预测病虫害生长情况,为有针对性的进行病虫害预防提供依据,更可以为农业灌溉中节水方案的制定提供保障。
三、 农业节水灌溉中自动化技术的应用前景
(一)有线拨号节水灌溉自动化系统
有线拨号节水灌溉自动化系统是建立在电话网络基础上的,以IMMS中央灌溉控制系统为代表。该系统在运行过程中,主要的数据通道为有线电话网络,而现阶段有线电话网络已经相对成熟,在这一媒介基础上,灌区中央控制中心可以获取大量数据,为动态化制定并调整灌溉水资源提供了依据[4]。与此同时,该系统运行过程中,灌区子系统还可以实现实时控制和数据同步监测的功能,在此基础上,灌水量、灌水顺序以及灌水时间等都会由控制中心计算机统一编制数据。值得注意的是,相关人员还将纠错报警功能融入了这一管理系统中,能够将人为操作失误发生的概率降到最低,从而达到节约水资源的目标。
(二)基于3S技术的节水灌溉自动化系统
以GIS、GPS、GPRS为代表的“3S”技术在近年来发展较快,并被广泛应用于各个领域的自动化建设和发展中,其在农业节水灌溉中的应用,也极大的提升了该系统的自动化水平和精确度,为完善了节水灌溉系统的自动化功能,从长远的角度来看,在对“3S”技术进行应用的过程中,有助于我国灌区综合自动化控制管理系统的形成和发展。下图二是GPRS的结构图:
结束语:
综上所述,将自动化技术与农业节水灌溉相结合,对于降低我国农业生产成本,提升节水灌溉设备利用率具有重要意义。因此,我国有关部门在运行的过程中,应从我国农业可持续发展的角度出发,加大对节水灌溉自动化控制管理系统的研究力度,从我国农业发展实际入手不断完善系统功能,只有这样才能够不断推动我国农业现代化建设的发展。
参考文献
[1] 张标,张领先,傅泽田,王洁琼.新型农业经营主体节水灌溉技术采纳行为及其影响因素研究——以北京市为例[J].农业现代化研究,2017,38(06):987-994.
[2] 刘志华,宗文明,赵博,郭阳,汪雨,朱梅.我国农业节水灌溉技术推广过程中的问题及对策建议[J].安徽农业科学,2017,42(10):3097-3098+3102.
[3] 王振,刘林,李凡,郭超男.农业技术创新扩散视角下的节水灌溉农业——以甘肃内陆干旱区交替灌溉节水技术示范与推广试点项目为例[J].山西农业大学学报(社会科学版),2016,12(07):665-671.
[4] 张志新.新疆节水灌溉发展态势和滴灌的生态效益——与“浅谈现代农业节水新概念——可持续节水”作者商榷(1)[J].节水灌溉,2018(11):51-54.