新疆滴灌自动化技术存在的问题及对策

陈林1，程莲2

(1.新疆天业(集团)有限公司,新疆石河子832000；2.国家节水灌溉工程技术研究中心(新疆)，新疆石河子832000)

摘要：随着滴灌技术在新疆的快速发展,滴灌自动化技术的推广趋向成熟,但目前仍存在不容忽视的问题。通过分析新疆滴灌自动化技术发展背景与发展现状,指出存在的问题及相应发展对策,以便促进新疆滴灌逐渐向低能耗、集约化、自动化、智能化方向发展。

关键词：新疆；滴灌自动化；对策

收稿日期：2015-06-03

基金项目：国家“863”项目——主要粮食作物滴灌关键技术与装备(2011AA100508)。

作者简介：陈林(1976-)，男，高级农艺师，主要从事高效节水灌溉和水稻节水研究；E-mail:270457471@qq.com。

为保障国家粮食安全，我国需要大力发展节水农业[1]。顺应国内外农业高效节水技术发展趋势，我国把提高灌溉水利用率、作物水分生产效率和单方水农业生产效益作为主要目标，朝着低能耗、集约化、自动化、智能化方向发展。新疆节水农业发展开始由“规模扩张”转变为“提质增效”，从高效节水向高效用水转变[2]，这一目标的确定，为滴灌自动化技术的快速推广提供了有利条件。

1大田滴灌自动化技术发展背景

1.1　大田滴灌技术快速发展

新疆农业节水灌溉经历了从大水漫灌、喷灌和膜下滴灌的3个阶段，走出了一条借鉴与自主创新相结合的节水灌溉发展之路，已成为我国在大田农业生产中应用节水滴灌技术范围最广、面积最大、发展最快的地区之一，成为我国农业节水滴灌技术应用的样板。从1999年起，新疆兵团先后出台了相关政策，推动了膜下滴灌技术的大面积推广，产生了显著的经济、社会和生态效益[3]。在兵团的示范及推广下，新疆自治区也对高效节水灌溉工程给予了政策和资金支持。到2014年新疆农业高效节水灌溉面积累计达267万hm2，其中滴灌面积占90%以上。

1.2　多种作物应用滴灌技术

新疆从大田棉花应用膜下滴灌试点开始，逐步开展不同区域、多种作物滴灌技术应用研究，作物由棉花等大田经济作物逐步扩展到粮食作物和

园艺果树作物，且增产幅度很大。滴灌玉米可增产38.7%，节水35.7%，收益增加247.69元/667m2；滴灌小麦平均产量为570kg/667m2，增产32%，节水40%，收益增加200元/667m2。2013年，兵团奇台农场滴灌玉米最高产量为1 511.74kg/667m2；2009年，新疆石河子市148团7连滴灌春小麦10.7 hm2,产量实收806kg/667m2。水稻膜下滴灌栽培技术经新疆天业10年研究也获得重大突破，该技术突破了传统种植水稻的“水作”方式，全生育期无水层、不起垄，实现了水稻铺管、铺膜、精量播种一体机械作业有机结合，灌溉用水从2 000 m3/667m2下降到700 m3/667m2，节水65%[4]，2012年经兵团组织专家现场鉴定产量达到836.9kg/667m2，达到国内领先水平。成熟的滴灌农艺配套措施能确保农民收入的提高，带动了农民投资的积极性，也使农民愿意为滴灌自动化技术增加投入。

1.3　滴灌发展前景广阔

大田膜下滴灌技术作为一项先进的灌水技术，它成为现代化农业的技术平台，精准播种、精准施肥等技术也得到广泛应用，有效提升了新疆农业生产现代化水平，使新疆农业整体处于国内领先水平。滴灌技术实现了精准(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)，也促进我国农业向规模化、集约化、标准化、信息化方向发展。这将是实现干旱区大田作物农业现代化的必由之路，其发展前景非常广阔。

2新疆大田自动化滴灌的发展与应用概况

2003年，兵团第七师130团率先在大田棉花上开发和应用了智能化滴灌控制，并于2004年和2005年逐步提高完善，这套系统将滴灌技术、土壤水分检测技术和农业生产经验结合起来，利用移动通讯GSM网络实现了精准农业灌溉。2005年，第一师3团建成2 000 hm2棉田滴灌自动化控制系统，由团场自主设计、联合研发的棉田膜下自动化滴灌智能化分析决策系统，以其节水、省劳力、自动化程度高、分析决策准确等因素荣获2006年国家信息产业部颁发的“优秀项目奖”，通过3团的示范带动效应，带动了第一师各团场的自动化技术发展，为其后向全兵团扩展打下了良好的基础。兵团第八师从2006年开始在148团首期建设滴灌自动化大田126 hm2，补助1 000元/667m2，其后在145团、149团、150团陆续开始建设自动化滴灌系统，补助300元/667m2，截止2013年，累计建设3 000 hm2[5]。

目前，全兵团共建设大田自动化滴灌面积约2.7万hm2，实际使用面积约1.2万hm2，主要集中在第一师、第七师、第八师。新疆自治区从2008年哈密市南戈壁项目区建成第一个自动化控制系统以来，11个地(州)已累计建成1.2万hm2高效节水自动化控制系统，其中哈密地区0.33万hm2、阿勒泰地区0.23万hm2、昌吉州0.23万hm2、吐鲁番地区0.12万hm2，主要种植棉花、玉米、小麦、苜蓿、苗木等作物。新疆每年新增大田自动化滴灌面积约1万～1.33万hm2，以棉花为例，与常规灌溉相比，节水11.8%，氮肥利用率达到56.5%，磷肥利用率达到21.8%，灌水均匀度提高到94.3%，农工管理面积增加到10～13.4 hm2，劳动生产率提高1.45倍，棉花增产10.3%以上。

3新疆大田自动化滴灌技术应用存在的问题

3.1系统造价仍然偏高

滴灌自动化经过近10年的发展从亩投入上千元已经降低到目前三四百元，产品也从国外进口发展为国产为主，但系统造价目前仍然偏高，还有较大的降价空间。主要是系统本身的硬件投入,如性能稳定的电磁阀多为国外产品,价格较高；其次，缺乏配套自动化滴灌系统使用的小流量大流道抗堵滴灌带，普遍使用的是1.38 L/h以上的滴头流量，易堵塞，灌水面积小。田间电磁阀的使用量大是造成滴灌自动化成本高的主要原因。

3.2系统设备质量不可靠

直接从国外引进的灌溉自动化系统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国内农户的个性化需求。目前，国内各企业生产的滴灌带的合格率较低，近3年的平均合格率为64%，2011年合格率仅为53%。目前现有的滴灌系统或多或少地存在低压运行状态，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。

3.3农用滴灌电磁阀缺乏统一标准

国内自主研发的电磁阀产品由于公司规模、研发能力等限制，其产品性能良莠不齐，缺乏统一标准对其规范，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，给用户造成了很大的麻烦。

3.4自动化设备的管理不完善

目前很多自动化系统的管理者、使用者和维护者没有得到很好的培训，对设备的性能、特点和日常维护不甚了解，操作、维护不熟练。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。这些问题如果由供货商承担责任会使得供货商不堪重负，供货服务不及时也会造成设备利用率下降。

3.5自动化系统配置缺乏实用性

目前除田间阀门控制以外，只有利用土壤湿度信息进行辅助决策具有一定的实用价值，其它仅限于科研使用和示范。一方面供货商抱着多卖设备的心理向用户推荐“最先进”、“最全面”的自动化系统，使用户购进了一些不太实用的设备；另一方面自动化控制系统在规划设计和应用管理中缺乏与农艺技术的有机结合，造成很多系统的增产效果不理想。从而影响用户信心，影响推广速度。

3.6节水灌溉工程企业缺乏相应的等级认证

节水企业的技术创新力量薄弱，导致开发出的产品是原有产品的简单延伸，不能实现产品的升级换代。目前，因节水灌溉行业没有水利部及相关权威部门的标准，在节水灌溉工程招标中大多采用建设部颁发的水利工程总承包资质作为招标投标资质要求，导致在项目招标过程中，一些地方小企业、建筑工程等非灌溉行业的施工企业，甚至没有节水灌溉工程施工能力和经验的企业参与投标并中标，对高效节水灌溉工程的质量及实施效果有较大影响，同时工程维护及售后服务无法保障。

4新疆大田自动化滴灌技术发展对策

4.1制定相应技术标准

过去的滴灌设计往往偏重于考虑水利可用性，造成滴灌系统适应性差、管理不方便，应加强以用户为中心的设计理念，把自动化系统作为一个重要手段加以考虑，尽快制定和完善大田滴灌自动化设计、滴灌农用电磁阀、控制系统等相应的标准或技术条件。

4.2加快自动化专用灌水器的研究和产品的升级换代

目前，我国自动化滴灌技术已相对成熟，初步具备大规模应用的条件。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，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、大管径低压系列管材等低能耗滴灌产品。

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并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政策。

4.5服务体系的转变和升级

随着大田滴灌自动控制灌溉技术的推广，营销模式将发生较大变化。以滴灌系统为销售单位的基础上附加专家信息系统服务，采用“产品加技术”打包销售的理念，通过采集反馈的信息在专家信息服务平台上进行系统分析决策，可在网上对用户进行服务。

4.6加强对基层农户的宣传和培训

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，充分发挥自动滴灌系统的优势和潜力。

参考文献:

[1]逢焕成.我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析[J].中国土壤与肥料,2006(5):1-7.

[2]王栋.节水灌溉产业存在问题及对策研究[J].农村水利,2014(5):13-16.

[3]尹飞虎,周建伟,董云社,等,兵团滴灌节水技术的研究与应用进展[J].新疆农垦科技,2010(1):3-7.

[4]郭庆人，陈林.水稻膜下滴灌栽培技术在我国发展的优势及前景分析[J].中国稻米,2012,18(4):36-39.

[5]张婷,白安龙.自动化滴灌系统在新疆农业灌溉中的应用前景[J].石河子科技，2009(1):18-19.

Problems Existing in Automatic Technology for Drip Irrigation in Xinjiang and Relevant Countermeasures

CHEN Lin1, CHENG Lian2

(1. Xinjiang Tianye [group] Co., Ltd. Shihezi 832000, China; 2. National Center of Efficient Irrigation Engineering and Technology Research Center-Xinjiang, Shihezi 832000, China)

Abstract:With the rapid development of drip irrigation system in Xinjiang, the popularization of automatic drip-irrigation technology is getting mature. However, there still exist some problems which cannot be ignored. In order to upgrade the current drip-irrigation system in Xinjiang to the level of low-energy, intensification, automation, and intelligence, this paper reviewed the process of developing automatic drip-irrigation technology in Xinjiang and its current status, and also identified the existing problems and proposed relevant countermeasures.

Key Word: Xinjiang; Automatic drip irrigation; Countermeasures