摘要:随着国家经济结构的调整与转型,在现代化技术飞速发展的前提下,自动化生产方式引入农业与工业生产中是实现产业结构调整与转型,保证国家经济健康可持续发展的重要方向。在当前面临能源紧张的局势下,引入自动化的灌溉技术对贯彻节能环保的现代化发展理念具有十分重要的意义。本文对实施滴灌自动化控制技术过程中存在的问题和当前我国滴灌自动化控制系统的不足之处进行了探讨,提出了实施自动化滴灌技术的对策。
关键词:自动化灌溉技术;存在的问题;对策
信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,也是我国产业优化升级和实现工业化、现代化的关键环节,我国国防、交通、土地等领域广泛应用现代 信息技术。农业灌溉信息化是国家以信息化改造提 升传统灌溉的具体体现,是带动水利现代化的重要 措施之一。农业灌溉信息化就是指充分利用现代信息技术,深入开发和广泛利用农业、水利灌溉信息 资源,包括农业、水利信息的采集、传输、存储、处理和服务,全面提升农业、水利事业活动效率和效能 的历史过程。农业灌溉信息化可以提高信息采集、传输的时效性和自动化水平,是农业、水利现代化的基础和重要标志。适应农业灌溉信息化建设、信息技术发展趋势和农业水利灌溉管理的要求,大力推进农业、水利信息化的进程,全面提高水利管理工作科技含量,是保障团场水利与团场经济发展相适应的必然选择,是贯彻国家水资源使用管 理核定红线的根本保证,是降低农业成本、能耗,改善职工劳动条件,增加职工经济收入的根本途径。
1 实施滴灌技术为推广自动化灌溉奠定了基础
在近几年实施的节水滴灌项目规划设计地埋供系统过程中,就考虑到了今后发展实施自动化技术的需要,通过多年滴灌技术 应用已经形成了一套比较完整的各种农作物栽培技 术标准。因此,为推广自动化灌溉技术奠定了基础。
2采用自动化滴灌控制系统是今后农业向规模化、集约化、标准化、信息化方向发展的必然趋势
自动化滴灌控制系统将覆膜种植技术、滴灌灌溉技术、农作物栽培技术、农业机械技术等先进技术 进行综合配套应用,可有效提升本地区农业生产现 代化管理水平。综合配套技术的应用可实现精准(精 准播种、精准灌水、精准施肥等)、高效(劳动效率高、增产幅度大)、节约(节水、节能、节地、节肥等)、环保(环境友好、盐渍土改良利用等)、易控(机械化、自动化、集约化)等目标。采用自动化滴灌控制系统也是 随着本地区劳动力的不断减少和国家土地政策的不 断调整,在本地区进行农业、农机服务的公司,灌溉服务公司,劳动力服务公司对新的种植管理方式的 探索,也促进了本地区未来农业向规模化、集约化、标准化、信息化方向发展,必将成为实现本区作物农业现代化的必由之路。
3目前自动化灌溉技术应用存在的问题
3.1 水含泥沙较大,沉淀池、过滤设备配置不合理
目前实施的滴灌系统灌溉水源采用自然水和井水,采用自然水灌溉比较多,有些沉淀池设计的面积 和有效深度不合理,自然水数量小于水泵的出水量,泥沙没有有效的沉淀时间,在项目区没有蓄水调节工程,满足不了灌溉需求,特别是在灌溉高峰期和洪水期。过滤设备陈旧,过滤精度低,农民劳动强度大。在清洗过程中需要停机,严重影响灌溉时间,由于沉 淀池和过滤问题在灌溉中把泥沙带入管道和滴灌带 内部,造成滴灌带内部流道堵塞,滴水不均,严重影响作物生长,导致减产。
3.2 滴灌带单孔出水量大,滴灌自动化成本偏高
目前,滴灌带大部分选用的是本地区生产的一次性边缝式滴灌带,单孔出水量为 2.8 ~ 3.0 L/h,滴头间距 25 ~ 30 cm,造成地埋管道管径增大,地面支 管间距较近,数量增多,田间电磁阀、阀门控制器数 量相应增加。
3.3 滴灌带质量和可靠性差
目前,生产一次性边缝式滴灌带的企业都是私人企业,滴灌带的合格率较低,达不到国家规定的工作压力,工作压力稍高一点,就会有爆管的情况发生,目前使用的滴灌系统或多或少的存在低压运行状态,一旦实行自动化灌溉,整个系统处于正常的压力下,地面设备包括一些连接管件的质量问题就会 暴露出来,损坏和漏水情况就会加重。很多用户可能误认为是自动化系统带来的问题,这样会给滴灌自动化的推广造成负面影响。
3.4 自动化灌溉配套产品缺乏相应标准
在自动化灌溉系统中,田间使用的电磁阀有进口和国产之分,进口电磁阀价格高,国产电磁阀相对较低,但由于产品没有针对农用水质进行专业性开发和改进,在功能上不能完全满足农户的需求。国内自主研发的产品由于公司规模、研发能力等限制其产品性能良莠不齐,缺乏相应的标准对其规范,不同厂家的灌溉自动化系统不能实现信息共享,导致产品在更新和安装方面不能统一,在一定程度上给用 户造成了很大的麻烦[1]。
3.5 自动化设备的管理、使用和维护问题
目前,很多自动化灌溉系统的管理人员、使用人员没有得到专业的培训,对设备的性能、特点和日常 维护不甚了解,操作、维护不熟练。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每年重复的拆卸和安装工作,加上保管不善造成设备损坏、零部件丢失现象严重。
3.6 土地承包面积不统一,职工文化水平较低
目前,职工承包的土地面积仍是 20 年前的定额一直没有进行调整,职工在灌溉过程中仍然 采用各自为战模式,设备的利用率不能够充分发挥,在某些程度上极大地浪费了电能。团场现有的职工文化水平普遍偏低,对自动化灌溉的认识不足,直接 影响了自动化灌溉系统的使用。
4 实施自动化滴灌技术的主要对策
4.1 做好项目实施前的可行性论证工作
自动化灌溉工程主要由水源、地下、地上供水系统、首部过滤系统、田间阀门、机井信号传输与控制 系统及远程监控系统组成。自动化项目工程成本控 制的关键在于项目区的水质,如果项目区内水的含泥沙在要求范围内,首部沉淀池、过滤系统设计合理,田间滴灌带滴头流量可以选择在1.38 L/h 以下,单向铺设长度60 ~ 80 m,田间地上供水系统(田间 阀门、机井信号传输与控制系统设备)的投入可以大大降低,因此,项目在规划设计前应首先考虑该地区的水质情况,同时,首部沉淀池、过滤系统要作为重 点规划设计内容。
4.2 加快自动化灌溉专用灌水器产品的升级换代
目前,我国自动化滴灌技术已相对成熟,大部分 设备、材料都已实现国产化,造价大幅降低,初步具备大规模应用的条件。要着力实现相应的自动化设备的本地低成本生产,一方面可以更好地满足市场 的需要,另一方面使服务更加快捷方便。特别是使用 者越来越趋向于普通农户,因此,灌溉自动化的操作 方式要向直观、简洁、实用的方向发展,推广便于农 户看得懂、会使用的操作界面。在配套产品研发上,今后应重点推广低压补偿式滴灌带、小流量高抗堵 滴灌带、高效能水泵、低能耗过滤器和大管径低压系 列管材等。
4.3 加快智能化决策系统及控制系统的研发
现阶段的灌溉信息化建设以实现灌溉自动化为主,应留有接收和执行智能化决策信息的接口和能力。加大农学、水利、信息化方面的专家对智能决策 系统的研发力度,取得成果后为自动控制系统提供 决策数据,形成自动化推动智能化促进自动化的良 性循环。
4.4 加大对节水设备市场的管理
将产品认证作为节水灌溉建设采购相关产品的 必备条件,逐渐将简陋、低水平的家庭式、作坊式企 业摒弃出节水市场。逐步扩大节水灌溉自动化技术在各种大田作物上的推广应用,政府在推广过程中 给予相应的补贴。
4.5 研究土地承包政策,改变现有承包形式
随着大田滴灌自动控制灌溉试验的逐步进行以及今后面临的大面积推广工作,目前的承包定额已不能适应自动化灌溉技术的实施与推广,随着团场退休职工的增多,年龄的增大,农业种植人员日益退减。必须探索新的团场农业种植承包政策。比如可以根据团场每年职工退减数量,招录一些具有一定文化程度的人员进行土地集体承包集中管理,在生产上实现五统一管理,工资采用基础工资加产量工资模式,经2 ~ 3 年技术学习和农业生产经验积累,使之成为生产的主要力量,为今后兵团滴灌自动控制技术的大面积推广奠定坚实基础。
5.6 加强对基层农户的宣传和培训
在常规滴灌模式下,灌水量和施肥都具有随意性和主观性,而进行自动化滴灌就要按设计的轮灌制度及作物本身的需求量进行,轮灌制度的执行刚 性化了,这种管理方式的转变,一般农户和基层管理者都不愿意接受这种监督和控制,这种矛盾突出暴露出来,许多地方就演变成了手动控制或废弃掉。这就需要加强用户培训,提高认识协调滴灌设计系统和生产管理的关系,提高轮灌制度设计水平,将管理模式与自动化系统有机统一,充分发挥自动化滴灌 系统的优势和潜力。
5 结语
在当前形势下,自动化灌溉技术的发展主要在设备质量与管理人员技术水平这两大方面出现问题,降低灌溉的效率,完善自动化灌溉技术的发展,在提升设备整体质量的同时,加强对管理人员的技术培训。
参考文献:
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论文作者:李锦彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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