北方缺水地区农业智慧灌溉的应用与发展

水资源紧缺是我国北方缺水地区农业生产面临的主要问题。目前，该区域农业灌溉多采用人工控制灌水量与灌溉时间，这种灌溉方式不仅造成水资源的浪费，也不利于农作物的生长。大力推行智慧灌溉，是实现农业灌溉智能化和科学化、提高水资源利用效率的有效途径。本文首先对北方缺水地区智慧灌溉的发展现状和存在问题进行了概述，其次列举了当前多种农田智慧灌溉技术及其在不同种类农田中的应用状况，最后提出了发展智慧灌溉的建议与展望，以期对我国北方缺水地区农业智慧灌溉的推广与应用提供参考。     

作物需水量在农业灌溉中的应用研究

农业灌溉用水是粮食生产安全的重要保障,合理的灌溉用水规划是水资源高效利用的重要保障。不同类型农作物在整个生长周期对水的实际需求是一个动态变化过程,传统大水漫灌会造成水资源的严重浪费,同时在灌溉过程中作物缺水或用水过量都不利于作物生长。为提高水资源利用效率,在灌溉过程准确估算作物实际用水需求,根据未来农业智能化发展和节水灌溉需求,结合项目实际及农业智能化灌溉理论研究发展现状,以作物实际需水量研究为基础,按作物类型建立全生长周期需水基础数据库及实际需水量决策模型实施按需灌溉。在灌溉区域布置传感器及微型气象监测系统,传感器网络节点监测和采集农田土壤参数,微型气象监测系统监测周边环境温度、湿度、风速及辐射等数据,通过LoRa无线通信将数据传输至数据处理终端,数据处理终端利用农作物实际需水量灌溉决策模型,综合考虑蒸腾、土壤蒸发、作物需水量等因素,分析计算得出作物实际需水量,生成灌溉时间、灌溉水量等指令,通过智能灌溉控制系统实现对作物的及时性、精准性灌溉,实现智能化、高效率、可持续的农业用水管理。     

农业节水灌溉自动化技术的研究与应用

【目的】农业生产需要使用大量水资源,传统灌溉方式会加剧水资源浪费问题,增加农业生产成本,因此研究农业节水灌溉自动化技术及应用具有重要意义。【方法】笔者利用调查法、文献资料法等方法对农业节水灌溉自动化技术及其应用进行了分析,总结农业节水灌溉自动化技术的优势与实际应用场景。【结果】相比于传统的农业灌溉技术,节水灌溉自动化技术具有操作难度低、可自动调节与自我纠错、抗腐蚀性强、节水能力强、灌溉效率高等优势,不仅可以满足农作物的生长需求,而且可以减少水资源的浪费。【结论】应用节水灌溉自动化技术可以弥补传统灌溉方式的不足,解决农业生产中的问题,应扩大节水灌溉自动化技术的应用范围,进一步提升农业灌溉的自动化水平与节水能力。     

节水灌溉自动化技术发展探究

在农业经济持续增长的背景下,越来越多先进技术和机械设备被应用,促使农业生产水平得到了显著提升。由于农业自身对自然资源依赖性较强,农作物生长需要水资源支持,在农业灌溉的同时,不可避免地会出现水资源损耗。应用节水灌溉自动化技术,在满足农业灌溉生产需要的同时,能最大程度地降低水资源损耗,带来可观的效益。文章就节水灌溉自动化技术进行分析,探究节水灌溉自动化技术的发展趋势。     

中国微咸水灌溉的实践与启示

中国淡水资源日益紧缺,水资源供需矛盾非常突出。利用微咸水进行农业灌溉是一条缓解水资源供需矛盾的重要途径。总结了国内外微咸水利用现状及灌溉方法,归纳了微咸水灌溉对作物生长、土壤环境的影响及水盐运移规律,概括了大量开采微咸水对生态环境造成的影响,并从国内外微咸水灌溉的经验教训中得到了启示。     

国内外农田节水灌溉新技术

我国是一个发展中的农业大国,也是水资源严重短缺的国家,人均水资源占有量排在世界第109位,仅为世界平均水平的1/4。同时我国又是用水大户,其中农业用水量约占国民经济总用水量的80%以上,但有效利用率却只有30%～40%。如何提高水资源利用率,解决农业用水短缺一直是人们共同关心的问题。目前,我国正在大力实施节水灌溉,国内外先进的农田节水灌溉新技术为实现这一宏伟工程提供了技术支撑,对研究农业节水工作有所启迪。1.精确灌溉农业精确灌溉技术是以大田耕作为基础,按照作物生长过程的需水要求,使用现代化的监测手段,对作物的每个生育阶段以…     

滇中高原区农业灌溉研究

滇中是云南省的农业经济核心区,城市发展大量挤占农业用水,水资源紧缺和不合理用水加剧农业灌溉供需矛盾,从需要与可能综合分析提出滇中的农业灌溉发展趋势,以及相应的灌溉需水量和节水水平。并分析了滇中地区的农业灌溉需水规律,达到支撑滇中调水工程水资源合理配置的目的。     

土壤水资源量分析在确定作物灌溉定额中的具体应用

土壤水为土壤层内的非饱和水体,广泛分布于陆地表层,是地表水与地下水相互转化的纽带,又是植物生长的必要水源,在我国北方地区,降水量较少,水资源贫乏,土壤水资源的多少对农作物种植、生长起着关键作用,特别是在没有灌溉条件的地区尤为重要.对土壤水资源做出正确的评价,是农作物合理布局及制定适宜的灌溉制度,以科学利用水资源的前提.土壤水资源量数量的多少和时空分布特点,决定了农业结构及作物种类,也决定了种植制度和栽培措施.充分合理的利用土壤水资源,是农业生产活动中的重要一环.通过调整种植制度、采用作物品种与土壤水资源分配相吻合等措施,充分利用土壤水资源进行农业生产,尤其是对于水资源短缺的区域,通过调整农业结构,精确确定灌溉定额,可以减少地下水的抽取,提高节水效益,促进水资源的可持续利用.     

农作物调亏灌溉技术研究--评《调亏灌溉对旱稻生长的影响》

我国是一个水资源紧缺的国家,各个行业用水矛盾日益凸显,其中农业用水量占据了全国用水量的70%左右。在用水形势严峻的环境下发展节水农业是实现水资源可持续利用的重要措施。其中,调亏灌溉就是节水灌溉技术之一,其通过科学的灌溉制度控制农作物的灌溉用水,刺激作物根系补偿生长功能,以达到提升农作物产量、品质、节约灌溉用水的目的。《调亏灌溉对旱稻生长的影响》一书是针对调亏灌溉技术进行研究的著作,该书主要内容包括绪论、调亏灌溉的理论基础、调亏灌溉对旱稻种子萌发及幼苗的影响、调亏灌溉对巴西陆稻IAPAR9根及根冠比的影响、调亏灌溉对巴西陆稻IAPAR9生理的影响、调亏灌溉对巴西陆稻IAPAR9氮磷钾含量的影响等.     

农田水利应用节水灌溉技术的必要性及促进农业可持续发展的策略

农业是国民经济的基础,是国民经济发展的命脉,农业用水在水资源总量中所占的比重很大,是我国最大的紧缺资源。在农业用水中,灌溉用水占了很大比重。据统计,我国每年在灌溉上消耗的水资源有400亿立方米左右。为了节约用水,发展节水灌溉技术已成为我国当前农业可持续发展的必由之路。近年来,农业用水浪费严重,特别是在北方地区,由于水资源短缺,农业灌溉用水被大量挤占和浪费。在新疆、内蒙古、甘肃、河北等地,由于水资源紧缺和气候干旱问题日益突出,农业生产受到了影响,甚至有些地区出现了“无水可灌”的情况。本文分析了农田水利应用节水灌溉技术的必要性,阐述了推广高效节水灌溉技术的现状,提出了推广高效节水灌溉技术的策略,旨在促进农业可持续发展,为相关人员提供参考。     

膜下滴灌技术的研究与应用

阜新县水资源比较贫乏,且随着国民经济和社会的迅速发展,对水资源的需求还在不断增加,干旱缺水和农业灌溉技术的落后必然严重限制农业的可持续发展。通过对阜新地区的自然条件和现灌溉状加以分析,认为膜下滴灌技术的推广应用是实现高效节水农业模式、促进农业持续发展的关键。     

基于RF-GRU的温室番茄结果前期蒸腾量预测方法

针对温室番茄无法按需灌溉问题,提出了随机森林(Random forest,RF)结合门控循环单元(Gated recurrent unit,GRU)神经网络的温室番茄结果前期蒸腾量预测方法,并开发了一套基于番茄蒸腾量的智慧灌溉系统.基于物联网实时获取数据,采用RF算法对影响温室番茄蒸腾量的变量进行特征重要性排序,选取作...     

基于模糊几何加权模型的灌区水资源优化配置

针对农业水资源优化配置中多目标赋权的不确定性问题,以黑龙江省绰尔屯灌区为研究区域,构建了基于模糊几何加权法的灌区水资源优化配置模型,把多目标规划问题转化为单目标非线性问题,得到了不同权重下不同生育期的灌区水资源最佳配置方案,并通过灌区综合能力评价体系进行比选.结果表明：通过与线性多目标模糊规划模型的对比,模糊几何加权模型可以根据实际情况对不同目标的权重进行调整,得出该条件下的灌区水资源最佳配置方案;当灌水量权重为0.3和经济权重为0.7时为最优方案,水稻产值为8 245万元,分蘖期、拔节期、抽穗期、乳熟期的灌水量分别为1 154.56万、779.12万、539.45万、336.57万m³.验证了模糊几何加权法在灌区水资源优化配置的可行性应用,为灌区农业水资源高效利用提供参考方案和决策支持.     

基于SQL的智能灌溉专家系统优化设计

随着全球水资源的不断匮乏,节水形势越来越严峻。传统的灌溉技术缺乏对水资源的合理分配,导致水资源利用率十分低下,浪费现象较为严重,且不合理的灌溉模式对农作物生长也产生了一定的影响。为提高水资源利用率,保证农作物时刻具有所需的水分,基于SQL数据库技术,完成了智能灌溉专家系统的优化设计。通过分析专家系统的基本结构,建立了SQL数据库的E-R模型,并对智能灌溉专家系统的典型数据表(用户信息表、机具信息表、灌溉标准信息表和水泵信息表)进行优化设计。最后,对灌溉系统的实际灌溉情况进行试验,结果表明:基于SQL的智能灌溉专家系统可以根据农作物的生长所需合理分配水资源,使农作物具有适宜的水分环境,对大幅提高农作物产量和质量具有一定的实践意义。     

引黄灌区灌溉效益优化计算模型

以引黄灌区为研究对象 ,在分析传统灌溉效益计算方法不足的基础上 ,按水资源合理配置的要求 ,基于作物的节水灌溉制度 ,提出引黄灌区灌溉效益优化计算的双层线性规划模型 ,开发了相应的计算软件。模型考虑了引黄水量在不同作物间和同种作物不同灌溉时段间的优化配置 ,使灌溉效益计算更趋合理     

漳河灌区节水灌溉影响分析

为了解决越来越严重的水资源危机，发展节水灌溉已经成为灌区越来越重要的任务。自改革开放以来，漳河灌区灌溉用水量有了大幅度下降，而农业生产总产量却有所上升。灌区通过节水灌溉，使得灌溉水分生产率不断提高，在保证农业生产总产量稳步提高的前提下节约灌溉用水。与此同时，将所节约的农业灌溉用水转移到如发电、城镇供水、工业用水等非农业用水部门，从而大大提高了单方水利用效益。这是我国开展节水灌溉较为成功的典范。通过研究漳河灌区节水灌溉的影响，寻求大型灌区真实节水的途径，使得有限的水资源得到更加充分、合理的利用。     

灌溉农田高效用水研究进展与发展趋势

为提高水资源的利用率,发展高效用水农业首先要发展节水灌溉,在农业水利灌溉领域,通过分析国际先进的节水模式及水资源高效利用技术,评价我国灌溉农业高效用水工程进展。针对我国人口与水、土地等资源的矛盾问题,论述我国水资源现状和农业用水状况以及我国节水灌溉进展,指出我国农业节水灌溉现状和推广中存在问题。提出了加提高节水意识,健全节水法规,发挥政府职能,提高资金投入,不断加强节水灌溉技术创新以及落实管护责任等改进建议,激发节水灌溉工程长效运行等方式以推进我国灌溉农田高效用水发展进程。     

干旱区农业水资源供需水预测分析及对策研究

针对西北干旱区农业水资源短缺的问题,以新疆洛浦县为例,从作物种植结构调整和灌溉面积变化、灌溉水利用系数提高及灌溉方式改变等方面进行节水分析,并对预测水平年农业供需水平衡进行了预测计算,预测结果表明：现有的灌排工程不能满足农业可持续发展要求;提高灌溉水利用系数势在必行;采用滴灌技术极大地减少了农业用水量,是解决农业供需水矛盾的有效措施。最后,根据预测结果,提出了解决农业水资源短缺、可持续发展的对策,为其他区域水资源的合理开发利用提供有益的参考。     

荔枝园智能灌溉决策系统模糊控制器设计与优化

为解决荔枝园灌溉中水资源浪费严重的问题,根据现有装备条件,设计了基于无线传感器网的模糊专家决策系统,并对系统的模糊控制器进行优化以提升系统整体性能。该系统通过网关节点实时接收来自传感器节点采集的荔枝园环境信息,选择土壤实测含水率与预设土壤最佳含水率的误差及其变化率作为决策因子,得出预测灌溉值等决策结果。通过Matlab仿真并进行果园实地试验,分析该系统的有效性。仿真结果表明,该智能灌溉系统能结合荔枝园土壤含水率情况进行适时、适量灌溉,有效实现了经济灌溉,并且优化后的模糊灌溉系统实现了更高的暂态性能、控制精度及抗干扰性,系统响应时间更快。试验结果表明,基于模糊控制器的智能灌溉系统能有效地对荔枝园灌溉进行控制,使荔枝园土壤含水率维持在17.8%左右,符合荔枝树的生长环境;同时,基于优化后的模糊控制器的智能灌溉系统将荔枝园土壤含水率平均值控制在17.6%,更接近系统预设的荔枝园土壤最佳含水率17%,并且具有更高的控制精度、更强的抗干扰性与实用性。