农业节水灌溉自动化技术的运用思考

2022-09-21 16:46:02 来源:写作指导

农业节水灌溉自动化技术的运用思考

摘要:科学技术水平的提高,促使农业灌溉向着自动化和现代化的方向发展,提高了农业生产的效率。笔者以农业节水灌溉自动化技术为例,主要对节水自动灌溉的具体工作原理、工作特征、发展现状以及具体功能等进行研究,明确节水灌溉系统的未来发展方向,提出相应的应用措施和建议,提高节水灌溉自动化技术的应用水平,以此实现提高农业生产水平和质量的目的,进而节约和保护水资源,提升我国综合国力。

关键词:节水灌溉;农业;应用;自动化技术

国家对保护水资源愈发重视,因此在农业灌溉自动化技术发展的过程中,也要融入节水的概念。但是在实际中节水灌溉自动化技术的应用效果并不理想,因此要深入研究农业节水灌溉自动化技术应用的相关内容。首先,研究节水自动灌溉的具体工作原理、工作特征、发展现状等,明确节水灌溉系统的未来发展方向。其次,研究节水智能灌溉系统的具体功能,明确应用农业节水灌溉自动化技术的重要性。最后,提出相应的措施和建议,提高农业节水灌溉自动化技术的应用水平,从而提高农业的生产效率和质量,有效减少水资源的浪费。

1农业节水灌溉系统概述

1.1节水自动灌溉的具体工作原理

在对农业节水灌溉自动化技术进行分析的过程中,发现节水自动灌溉系统中主要有传感器、中央控制计算机、电磁阀、软件系统以及数据采集系统等,具有内容多样的特点[1]。在实际工作过程中,主要以农业作业的生产现状为依据,分析和处理相应的数据信息,得出最适合农作物生长的灌溉数据,以此保障灌溉的科学性和规范性。而在农业节水灌溉自动化技术的实际应用过程中,以这些数据分析的结果为依据,通过系统中的传感器传递农作物的需求信息,中央控制计算机对获得的数据进行收集、计算以及分析,在确定具体的灌溉数据之后,执行灌溉任务。在执行农作物灌溉任务的过程中,灌溉系统会把实际灌溉数据与预期灌溉数据进行对比,一旦出现不同的数据结果,就会自动停止灌溉工作,以此保障灌溉工作自动化的目标得以实现。

1.2节水自动灌溉的工作特征

农业节水自动灌溉系统应该有以下几方面的特点[2]:首先,要有操作简单的特点。在技术应用过程中,只是针对农业灌溉进行使用,虽然在应用过程中存在一定的自动化技术实践内容,但是其结果依然处于不理想的状态。同时,农业灌溉工作人员在进行作业的过程中,存在专业水平有限的问题,这也会导致农业节水自动灌溉系统的实际工作效果受到影响。因此,要求农业节水自动灌溉系统操作简单,以此保障自动化技术的实际效果。其次,要有抗腐蚀性的特点。在农业灌溉工作开展过程中,不单单是要对农作物进行基础灌溉,保障农作物所需水分,还会使用诸多带有化学性质的农药,以此保障农作物的生长需求得到满足。因此,要求节水自动灌输设备具备优质的防腐蚀性,以此保障设备可以正常使用,进而发挥自动化技术的作用。最后,要有自动化调节的特点。在实际的灌溉工作过程中,节水灌溉自动化技术要对农作物生长所需的水分和肥力按照最佳比例进行调配,并且以农作物生长规律为依据,进行合理化和自动化的调节,以此保障农作物的正常生长。这也就要求节水自动灌溉系统应具备自动化调节的特点,以此维持农业节水自动灌溉系统的应用效果。

1.3农业节水灌溉技术的发展现状

节水灌溉技术的含义是使用较少的水量,在满足农作物灌溉需求的情况下进行灌溉,以此促使水资源的最大作用得到发挥,促使节约水能和增产增收的目标得以实现。数据显示,我国的堤防超过30万km,水资源供给能力超过6000亿m3。同时,全国20.23亿亩耕地中,有效灌溉面积为10.2亿亩,节水灌溉面积达5.4亿亩。据水利部公开的相关数据,近40年来,在全国灌溉面积增加3亿亩、灌溉保证率不断提高的同时,灌溉用水基本没有增加[3]。这主要是因为农村的经济实力较弱,节水灌溉的设备质量处于较低的状态,而且土地处于分散经营的状态,在这种情况的影响下,多种农作物喷灌面积难以实现增加的目标。在节水灌溉自动化技术的应用过程中,需要依据农作物的生长习性、周期以及肥料释放等多方面内容知识,同时要确保水渠处于防渗的状态,而且需要低压喷灌工作的支持,以此保障节水灌溉自动化技术的应用效果。节水灌溉自动化技术最早应用在国外的部分国家中,这些国家的节水灌溉自动化技术处于成熟的状态,而且拥有长时间使用经验,因此,这些国家应用节水灌溉自动化技术为自身农业种植效果的提升提供助力[4-5]。随着我国国家实力不断提升,我国的农业种植效果也得到提升,逐渐开始将节水灌溉自动化技术应用于农业生产过程中。但是因为节水灌溉自动化技术在我国的应用时间较晚,处于发展缓慢和技术水平有限的状态,所以在实际使用的过程中依然存在诸多的问题,使得我国农业自动化灌溉的效果难以得到保障。并且大部分的农业节水灌溉技术在应用过程中,都是处于半自动化的状态,需要工作人员到现场进行操作。因此,在国家科学技术水平提升的背景下,要加大对农业节水灌溉自动化技术的研究力度,以此保障农业灌溉的效果,推动农业产业进一步发展。

1.4农业节水灌溉自动化技术的发展趋势

在国家科技水平显著提高且国家对“三农”工作日益重视的情况下,要推动农业节水灌溉自动化技术向自动化、现代化以及数据化的方向发展,以此促进我国农业现代化发展。具体而言,要推动农业节水灌溉自动化技术向着以下几个方向发展。首先,向着无线传感器节水灌溉方向发展。该方向以电子技术、自动化技术以及无线通信技术为主,促使信息信号的目标得以实现,可以更好地处理、分析收集到的信息,提高农业节水灌溉自动化技术的水平,是目前研究的主要方向。其次,向着3G技术节水灌溉的方向发展。这是借助GIS、GPS以及GPRS等技术进行灌溉的一种,可以有效地推动农业节水灌溉系统向着数据化、高效化以及现代化的方向发展。最后,向着电话网络拨号的有线节水灌溉的方向发展。这主要是借助IMMS中央控制系统,以有线电话网络为基础,进行农业自动化灌溉的系统。这个系统的应用,不仅可以促使灌溉的精准性进一步提升,而且还可以进行纠错报警,减少人为原因导致的失误,以此减少水资源的浪费。

2节水智能灌溉系统的具体功能

2.1变速的功能

节水智能灌溉系统在应用的过程中,会发挥其变速功能。这项功能实际运行的过程是将农作物所在地土壤的湿度值和适宜农作物的生长湿度值进行比较,根据比较结果,按照高、低标准进行灌溉。通常情况下,仪器上会存在3个湿度标准的指示灯,可借助变频器按照指示灯的状态进行调节。同时,电动机内部也存在高、中、低三种转速,与转速指示灯相对应。

2.2自动停转的功能

这项功能在实际运行的过程中,以土壤的干湿度为依据自动判定喷灌设备开启的状态,然后对电动机的转速进行控制,保障喷头可以360°喷转的方式进行灌溉。在工作一段时间之后,会停止一段时间,之后再进行工作,最终在湿度达到标准之后,自动关闭系统,停止喷灌工作。

2.3故障自动检测的功能

这项功能是对节水灌溉系统的故障进行检测,并且采取相应的措施解决故障。通常情况下,会应用在水管破裂、传感器故障以及其他部位故障的处理中,控制水泵停止工作,之后故障警报灯会亮起,提示工作人员节水灌溉系统出现故障。在故障解除之后,故障警报灯会恢复正常状态,取消报警状态[6-7]。

2.4急停的功能

在智能灌溉系统出现故障的时候,可以按下急停功能按钮,然后智能灌溉系统会直接停止工作,其中的阀门也会被关闭,喷头也停止工作。

3农业节水灌溉自动化技术的具体应用措施

3.1提高节水灌溉自动化技术的硬件设备

标准要想保障农业节水灌溉自动化技术的应用效果,就要提高自动化技术中的硬件设备标准。在这个过程中,要做到以下几点。首先,严格控制和规范使用的设备,尤其要对传感器和控制器进行控制,保障这两种设备向着数字化和标准化的方向发展。控制器的数字化发展,可以更好地保障数据信息的采集和存储效果;传感器的数字化和标准化发展,可以提高数据的精准度,进而保障农业节水灌溉自动化技术的应用效果。其次,提升硬件设备的标准,保障农业灌溉自动化技术的应用质量,并且将数字化和标准化要求融入灌溉作业的全过程。通过这样的方式,有助于实现信息共享的目标,还有助于实现远距离控制灌溉装置的目标,推动我国农业节水自动化灌溉技术进一步发展。

3.2加大农业节水灌溉自动化技术的创新力度

目前我国的节水灌溉自动化技术还处于初级阶段,所以为了提高节水灌溉自动化技术应用水平,要加大节水灌溉自动化技术的创新力度,主要做好以下几方面工作。首先,研究机构要做好和企业的合作与对接工作。因为在研究节水灌溉自动化技术的过程中,结合其中的不足以及市场需求等内容,与企业进行合作与对接,既可以获得充足的研究资金,保障有资金引进先进的研究设备和优秀的研究人才,又可以对市场需求进行充分调研,以此保障节水灌溉自动化技术更具有针对性。其次,政府要加大扶持力度,主要从政策、资金等方面进行支持,引进国外先进的自动化技术和理念,为节水灌溉自动化技术的创新培养优质的人才,以此保障人才、资金、观念与技术等均处于充足的状态。最后,要合理调控企业的风险,调动提高企业参与研发的积极性,鼓励企业为研究机构提供资金、设备以及技术等方面的支持。通过以上途径加大节水灌溉自动化技术的创新力度,进而有效地提升我国节水灌溉自动化技术应用水平[8-9]。

3.3提高农业技术技能人才的专业能力

为了保障农业节水灌溉自动化技术的应用效果,要大力培养专业技术人员,使其具备提取农作物生长所需信息的能力。在农业灌溉过程中,先要对灌溉土地的信息进行测量,然后提取出有用的信息,以此为自动灌溉标准值的确定提供参考。重视对专业技术人员提取农作物生长所需信息能力的培养,可以更好地对农作物进行实时监督和管理,进而精准地了解农作物生长的需求,并以此为依据,为农业节水灌溉自动化技术的应用制订科学合理的灌溉方案。这样既可以保障农业灌溉的效果,又可以达到节约水资源的目的。

3.4加大农业节水灌溉自动化技术的推广力度

农业节水灌溉自动化技术的应用效果处于不理想的状态,一个主要的原因就是推广人员重视程度不够,未做好技术推广工作。为了解决这个问题,保障农业节水灌溉自动化技术的应用效果,就要加大农业节水灌溉自动化技术的推广力度。要组织农业工作者参与学习和培训,使其充分了解和掌握节水灌溉自动化技术,调动提高农民应用该技术的积极性和主动性,提高农民实际的技术操作水平和能力,以此扩大农业节水灌溉自动化技术应用范围,提高农业种植的质量和产量,推动农业现代化发展,最终为国家实力的提升和节约水资源目标的实现等提供助力[10-11]。

4结束语

综上所述,在国家快速发展的过程中,要想保障农业节水灌溉自动化技术的应用效果,就要从目前我国农业节水灌溉自动化技术应用现状入手,对节水灌溉系统的工作原理、工作特征、发展现状以及具体功能等内容进行分析,明确我国农业节水灌溉系统未来发展方向,并提出相应的应用措施和建议。通过这样的方式,可以解决农业节水灌溉方面的问题,提高农业节水灌溉的水平,提高农业生产的效率和质量,保护和节约水资源,为农业现代化发展提供助力,进而促使我国农业实力提升,最终实现提高国家整体实力的目标。

作者:杨叶娟 单位:甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心