水肥药一体化智慧灌溉系统在中药材川明参种植基地的应用与示范.pdf

农业技术|四川农业与农机/2023年4期|*基金项目：四川省道地中药材创新团队（项目编码：SCCXTD-2022-19）。作者简介：陈爽（1990年-）硕士研究生，工程师。研究方向：农业水土工程节水灌溉。E-mail：。通讯作者：蒋辉霞（1980年-）硕士研究生，正高级农艺师。研究方向：农业工程。E-mail：。水肥药一体化智慧灌溉系统在中药材川明参种植基地的应用与示范*陈爽蒋辉霞李光辉文亦骁卢珍李玉玲四川省农业机械科学研究院，四川成都摘要：中药材产业是四川省委、省政府确定的七个优先发展千亿级产业之一，但中药材种植基地灌溉施肥等配套基础设施落后、现代农业技术装备的推广应用不足等因素制约着其产业的发展。本文以巴中恩阳川明参种植基地为基础，将水肥药一体化智慧灌溉技术与中药材产业相结合，通过在种植基地进行应用与示范，促进中药材产业基础设施现代化发展。关键词：水肥药一体化；中药材；川明参目前，四川省中药材产业态势良好，种植面积超过14.4万 hm2，产量超过 52 万 t1。川明参是巴中市恩阳区特色产品，已成为当地增收致富产业，但总体看来，大部分种植基地田间管理采用的是传统的人工管理模式，受地形条件影响2，提灌站、灌溉渠道等水利设施不齐，使得灌溉受限，施药大部分采用的还是人工背药喷洒的模式，一系列问题制约着川明参产业的发展3。水肥药一体化智慧灌溉是将节水灌溉与现代农业结合起来，对农作物适时、按需、适量、精准施灌的一项现代灌溉技术4-5。在中药材川明参种植基地进行该项技术的应用示范可促进川明参的生长，提高产量，大大降低成本，从而提高经济效益。1水肥药一体化智慧灌溉系统在中药材种植基地的应用与示范1.1基本情况巴中市恩阳区川明参已有三百年栽培史，形成了以恩阳区渔镇溪为中心的川明参产业园，全区种植川明参0.2万 hm2，年产值 3万 t。现正逐年拓展种植区域，产业基础雄厚，产业园内川明参为大田种植形式7。示范区分为 4 个片区，采用滴灌的灌溉方式，设置一套首部系统。主要内容包括取水建筑物1座、蓄水池1座，新建设备管理房1座，气象站设备1套，土壤墒情监测设备4套，田间阀门设备4套，首部枢纽电气设备1套，管控中心设备1套，田间输配水管网系统1套等。1.2应用方案灌溉系统结构：水源水泵逆止阀安全阀压力表过滤系统空气阀水表施肥系统输水干管配水管网等枢纽布置。自控系统通过气象站接受气象数据、土壤墒情监测设备接受土壤数据进行分析决策，从而保障整个系统做到水肥药一体实时、按需施用。整个示范区输配水管网由主管、支管、毛管组成，主管将水泵提水输送出去；支管接主管，将水输送入4个轮灌组；支管接毛管，将水输送入各个小轮灌组田块内，进行灌溉。示范区1行铺设1根直径25 mm、壁厚2.3 mm滴灌毛管，按川明参株距设置灌水器，工作压力为0.25 MPa，采用压力补偿式滴头流量为Q=8 L/h，系统采用设计参数流量70 m3/h、扬程为55 m、功率18.5 kW的泵机组。首部采用砂石过滤器加叠片式过滤器二级过滤的形式，过滤精度为120目。通过二级过滤能够保证水质达到水肥药一体化灌溉要求，肥料采用水溶性肥料，通过比例施肥机调节到所需的比例，再通过设定好的施肥时间自动输入灌溉管网系统。系统采用反馈调节，整个系统实现示范区14.67 hm2水肥药一体化的无线远程控制。2效果及应用前景水肥药一体化智慧灌溉系统促进农业节水、增产、增收、增效，通过与现代化信息技术相结合，使农业生产与经营更加智能化智慧化，大大节省了劳动力、降低了成本，提高了产出比，可获得更大的经济效益。远程视频监视系统、物联网综合支撑服务平台和物联网数据中心都是现代农业的重要组成部分7，因此，系统支持互联网、手机等多种应用模式进行监测，实时精准采集种植区域的环境参数，如监测空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度和光照度等8。通过系统的应用示范，管理人员可以在任何有互联网或手机信号的地方，通过手机或电脑客户端对设备进行操作，不仅为工作人员带来了便利、安全、舒适的工作环境，还提高了农业生产的效益，具有很好的应用前景。3推广应用中存在的问题一是川明参种植户对如何通过现代化信息技术实现农业生产经营智慧化的认知程度还不高、参与意识还不强。二是用户对智慧灌溉系统的管护方面缺乏经验，同时，51|四川农业与农机/2023年4期|缺乏相关的技术维护手册，由于人为操作不当导致的系统故障时有发生，尚未形成支撑智慧灌溉系统长效发展的技术服务体系。三是系统设备在使用过程中偶尔存在只能实现设备单一功能而无法集成使用的情况，重点体现在智能管理物联网平台与灌溉设备匹配较差、系统无法实现根据作物的生长情况进行精准灌溉。四是日常管护存在重建设轻管理的现象，智慧灌溉系统难以发挥应有效益。4对策建议一是强化对发展农业智慧灌溉重要性的认识，充分考虑四川农业生产区域多丘陵的地形条件等实际问题，以服务现代农业园区、推进农业高质量发展为目标，加大水肥药一体化智慧灌溉系统关键技术及装备的研究与攻关，提高四川省农业灌溉装备的有效供给能力。二是建立长效的资金投入机制，进一步加大省级和地方财政投入，以项目为依托，积极争取资金支持。三是强化科技创新，推动技术集成，加大农业云平台的推广应用，推进互联网与农业生产、经营、管理、服务的融合，推动智慧灌溉技术集成，形成具有区域特色的主要农作物灌溉“智慧化”解决方案。四是加强监督管理，完善管护制度，在设计和施工中加强资质、人员资格要求和方案，审查在建设过程中加强建设施工和设备质量管理，把好验收关，保证工程质量。五是强化保障措施，确保项目建设效益，强化技术保障，做好技术力量的储备，尽快建立一支与智慧灌溉发展要求相适应的专家队伍，在项目评审、督促检查、项目验收过程中严格把关，为项目顺利实施提供有效的技术支撑。六是开展各类各层次的技术培训工作，既要加强对基层农业技术人员的培训，又要面向项目区管护人员开展技术培训，切实提高项目建设与管理的水平。5结语水肥药一体化智慧灌溉系统的应用与示范可为作物不同生长期提供所需的各种养分，避免各种元素之间产生拮抗反应，达到各种元素的均衡供应，增强了作物抵御不良环境的能力，可显著增加产量和提高品质；同时，可减少水分的渗漏和蒸发，提高水分利用率，较传统灌溉方式节水30以上，促进了农业向节水节肥、高产优质方向快速发展。水肥药一体化技术实现了平衡施肥、精准施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，具有施肥简便、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点，同时，水肥药一体化技术平均每公顷可减少劳动工日30个。水肥药一体化智慧灌溉系统在中药材产业中应用可以更好地促进四川省发展资源节约型、环境友好型现代农业，推动四川省“川字号”特色产业川中药材又好又快发展。参考文献：1李光辉,蒋辉霞,蒋金巧,随顺涛,罗俊,陈敏.天冬水肥一体化生产建议J.四川农业与农机,2022(06):50-51.2黄怡.桑园水肥一体化系统的应用推广情况及对策J.蚕学通讯,2022,42(04):29-34.3张飞云.水肥一体化技术在果园生产中的应用研究J.果农之友,2022(11):49-51+60.4闫龙翔,王秀敏,闫雅博,陈露,张跃,阚雨晨.智慧果园水肥药一体化技术在翠冠蜜梨上的应用初报J.上海蔬菜,2022(04):61-63+75.5张健,沈丽丽,陈基松,张雷雷,王超超,王军.水肥药一体化精准灌溉系统的研究与设计J.上海农业科技,2022(04):26-30+41.6赖朋,川明参规范化种植与加工关键技术转化示范.四川省,西华大学,2020-12-25.7程学军,赵子昂.基于5G物联网背景下精准水肥药一体化灌溉控制 系 统 分 析 J.电 脑 知 识 与 技 术,2022,18(16):105-107.DOI:10.14004/ki.ckt.2022.1179.8杨荆,于家旋,任昊宇,任振辉,王娟.移动式果园水肥药一体化装置决策和控制系统设计J.中国农机化学报,2020,41(10):197-202.DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2020.10.029.9田凌,宽鹏德,左佳妮,师娅琼.滴灌-微喷水肥药一体化系统在设施农业灌溉中的应用J.现代农业科技,2019(01):153+158.14QingYR,LiYM,XuLZ,etal.Screenoilseedrape(Brassicanapus)suitableforlow-lossmechanizedharvestingJ.Agriculture-Basel,2021,11(6).15郑伟,肖国滨,肖小军,等,乙烯利催熟对谷林套播油菜成熟进程、产量和品质的影响J.核农学报,2017,31(01):156162.16 王 熹,施 一 平.乙 烯 利 对 水 稻 催 熟 效 应 的 生 理 分 析 J.JournalofIntegrativePlantBiology,1976(02):150-155.17刘京涛,刘俊展,张路生.立收谷水剂对小麦催熟、脱水试验J.植保技术与推广,2002(04):36-37.18姜福元,段志红,肖长惜,等.除草剂催熟对油菜籽粒产量品质及残留量的影响J.中国油料作物学报,2015,37(06):820-826.19吴美娟,黄洪明.喷施乙烯利对油菜角果催熟的效果试验J.浙江农业科学,2009,(01):111-112.20张文文,杨兴柏,吴继洪,等.催熟与催枯剂对油菜机收效果的影响J.现代农业科技,2015(01):11-12.21肖文娜,周可金.不同化学催熟剂对油菜光合生理及产量与品质的影响J.西北农林科技大学学报(自然科学版),2010,38(03):106-112.22周可金,官春云,肖文娜,等.催熟剂对油菜角果光合特性、品质及产量的影响J.作物学报,2009,35(07):1369-1373.23黄秀芳,孙旭明,孙敬东 优质油菜轻简高效栽培技术研究J 江苏农业科学,2004(02):17-21.（上接第38页）52