节水灌溉新技术，水利科技创新

出品：科普中国

制作：吕谋超（中国农业科学院农田灌溉研究所）

监制：中国科学院计算机网络信息中心

为保障国家口粮和粮食安全，促进乡村振兴和绿色发展，国家正在积极推进高标准农田建设、高效节水建设和灌区现代化改造。发展低能耗、高质量、多功能、方便管理的智慧灌溉，将是节水灌溉行业未来的方向。

图片：维尔画廊。

在高标准农田、灌区改造和高效节水项目中，虽然已建成部分项目，但目前发展极不平衡，仍存在技术设计不合理、施工监管不到位、采用设备质量参差不齐、后续运维成本不足等问题。

因此，有必要从技术和设备上规范灌溉行业的自动化和智能化，让企业和政府共同发展。

灌溉产业技术向自动化、智能化发展

科学家在技术上不断创新，推动了节水灌溉向精准化、自动化、智能化.方向发展

例如，集成信号传输技术和控制技术，创造和完善灌溉决策控制理论和技术；推广粮食、棉花、油菜、茶叶、果树等大田作物，蔬菜、花卉、食用菌等设施园艺作物。发展不同生态类型节水灌溉的智能技术模式。

优化集箱、管道、过滤器、电磁阀、布水器等关键部件，应用工程控制技术和信息管理技术，进行集成创新，形成多因素集成的智能灌溉技术体系，实现水、肥、药智能精准施用。

在河南新乡，农田灌溉研究所开发了集土壤水分传感器、水肥一体机、作物水肥知识库、灌溉决策模型、天气预报、GIS、视频监控、农事记录、数据统计分析及可视化于一体的智能灌溉管理云平台,

该平台利用高效灌溉工程技术，实现了从水源到田间、从土壤到作物的水情监测和智能水肥管理全过程。该平台已在河南信阳部分茶园和河北阜平自动灌溉工程中得到应用。

智能灌溉水肥一体化系统(图片来源：灌溉所蔡九茂制作)

多技术融合发展助力节水灌溉

现代高效节水灌溉除了技术创新之外，还需要精准灌溉的专用设备，还需要新材料、新技术、新工艺的应用，新设备的开发或卡脖子技术问题的解决。

节水灌溉设备涉及面广，多为通用建材和机电设备，也有一些专用设备，需要根据市场行业需求和整体技术进步进行研发。

多学科交叉融合是打造这些专用设备的重要方法，比如打造一批高性能、高可靠性的水、土、肥、气、药、作物的信号采集设备和终端控制设备；结合新材料、新工艺，提高了洒水车转动部件的耐久性、补偿发射器弹性膜的耐老化性和精密控制阀的可靠性。

还需要应用新技术来改善长通道灌水器的结构，解决管网与灌水器之间的泥沙淤积堵塞问题。利用大数据和信息化手段,研发的气、空、地一体化监测预报技术，打造水肥浓度实时在线监测电子设备，以及水肥耦合精准灌溉施肥系统等。

灌区是我国粮食作物生产的主战场，也是保障口粮安全的重要保障。利用先进的信息技术和工程技术，实施田间精准灌溉、渠系精准计量和灌区用水全过程优化管理，建设灌区智慧用水决策服务平台和生态灌区建设评价指标体系，可以提高灌区节水灌溉工程效益，提高灌区水资源利用效率

品设备创制、规模化生产、节水灌溉工程建设的主体。企业能够联合高校科研单位技术力量，成立各类协会、联盟、创新中心、研发中心等社会组织，在节水灌溉产业发展中日益发挥重要作用。

土地流转速度的加快，为节水灌溉发展带来了新的机遇。劳动力价格的提升与农业灌溉用水量的短缺，使得节水灌溉省工节水的优势得到更广泛的重视；土地托管等规模化集约经营模式也助推了节水灌溉技术的应用。

现代化灌溉设备（图片来源：中国农业科学院农田灌溉研究所）

政府主管部门在节水灌溉工程建设过程中，应建立建全有关质量认证工作，更加重视市场投融资机制，以及工程建成后的运行管理维护机制的构建、评估，提高政府、社会资金的使用效率，保障节水灌溉工程社会环境效益的实现，引导企业公平竞争。

同时，企业也要加强行业自律，做到规范生产、规范施工，避免不公平竞争造成低劣产品充斥市场，优质不能优价，最终用户深受其害。

可以预见，节水灌溉正朝着资源节约、环境友好的绿色方向发展，灌溉技术将不断出现多学科交叉、各种单项技术互相渗透等特征。传统灌溉将不断融入生物、计算机、电子信息、高分子材料、大数据、人工智能等一系列学科的高新技术知识，并在农业生产中起到更大的推动作用。