中国农科院棉花所发布智慧农业技术
在24日召开的“黄河流域棉花智能化机械化生产技术集成与示范”现场观摩暨全国智慧农业技术交流会上，中国农业科学院棉花研究所（以下简称“中棉所”）发布了最新智慧农业技术。该技术由棉花智慧栽培创新团队自主研发，与传统植棉管理方式相比，可以降低棉花水肥管理用工成本80%以上，并实现棉花水肥精准化管理，提高棉花水肥利用率和产量。
国家棉花产业技术体系栽培生理岗位科学家、中棉所棉花智慧栽培创新团队首席科学家李亚兵研究员介绍，针对当前我国棉花生产面临的用工烦琐、投入大、效益低的难题，中棉所棉花智慧栽培创新团队自主研发了主要包括作物长势和土壤环境自动监测、决策管理和水肥智能化控制等核心技术在内的智慧农业技术。
该技术主要包括作物管理决策技术、硬件设备和软件平台三个部分。其中，作物管理决策技术基于作物长势和环境监测，结合作物生长需求以及生长模型实现管理决策；硬件设备包括自主研发的信息传感设备、数据采集设备以及远程控制设备；软件平台包括基于物联网的智慧农业云端管理平台和手机App。
利用该智慧农业技术，农民可以足不出户进行作物长势监测与浇水、施肥等一系列田间管理，实现“方寸之屏掌控万亩良田”。同时，科研人员可以根据后台采集到的环境信息和作物信息，结合作物模型对作物生长状况进行分析诊断和科学决策，帮助用户进行合理的水肥管理和远程智能控制。
记者了解到，这项技术由中棉所棉花智慧栽培团队完全自主研发，具有时效性好、成本低、易操作的优点，能满足现代农业对精准化、标准化、智能化和节本增效的集中诉求，农民使用成本约为市场上同类产品的20%~30%，为农民提供了一种经济实惠、易于使用的智慧农业解决方案。
该技术主要用于棉花生产管理，在河北南宫、江西九江、湖南常德、山东滨州及新疆喀什、石河子、沙雅、阿拉尔等地开展了大面积示范应用，可以实现精准灌溉和施肥。与传统管理相比，该技术可以节约用水20%，节省水肥用工成本80%以上，降低管理成本80~90元/亩。
此外该技术还可用于设施农业，在山东滨州、江西九江和河南安阳等地的温室大棚进行了示范应用。由此实现果园、大棚的实时环境和作物长势监测、水肥一体化、卷帘与放风、遮阳网自动开启等，可以节省大棚用工1万~2万元/棚/年，节水30%以上。此外，该技术配套的智能化控制设备和云端管理系统还可用于水稻、小麦、玉米等主要农作物的种植管理过程，有利于提高农业的生产效率和质量。
江西潦河灌区：古今智慧融通保障农田灌溉
《水利部：数字孪生水利助力灌区现代化建设》， 《江西潦河灌区丨古今智慧融通 保障农田灌溉》 《江西潦河灌区丨保护修复与智慧化改造并重 保障丰收》 农村水系综合整治试点和水生态文明村建设等方面工作，
江西潦河灌区丨古今智慧融通 保障农田灌溉
在江西，始建于唐朝的潦河灌区工程，2021年入选世界灌溉工程遗产。历经千年发展，当地通过抢救性修复和进行多项改造，让古老的灌区焕发出了新的生机。全年用水量在1.7亿立方米，灌区粮食总产量5.6亿斤。
这条河流，名为潦河，源于九岭山脉，蜿蜒流经宜春市靖安、奉新和南昌市安义3县，全长148公里。为了农业生产，古人在唐、明、清时期，沿潦河河道折弯处分别修建了蒲陂、乌石潭陂和香陂三座古陂，引水灌溉。这些古陂坝体以一定的斜角，立于河道之中，引水入渠，形成了灌溉为主，并兼有防洪、排涝、水土保持等功能的多坝自流引水灌区——潦河灌区。
江西省潦河工程管理局副局长 夏继平：三座古陂均属于非正交堰坝类型，堰头低、堰尾高，这种结构对大自然干预最小，洪水来了，对坝体水流冲击力更小。即使发生溃坝，部分水流剪力还能转化为对堰体石块的压力，不至于使坝体一溃而散，相对更加稳定。
古陂不仅建造设计巧妙，根据陂坝碑刻记载，对水源的使用，古人也制定了乡规民约，分水而治，保障农田灌溉。
江西省宜春市靖安县河长办专职副主任 王艳凤：古代用水乡规民约，明确了上中下字号田的用水规则，并明确了处罚措施。三座古陂坝，体现了古代人民重视“技术+管理”相结合的理念，对应了现行《中华人民共和国水法》要求，避免了设施损毁、浪费水资源和水事纠纷，体现了古代人民的用水智慧。
秉持古人灌区建设理念，在新中国成立后，江西在潦河灌区相继兴建四座灌溉工程，形成了现有7座闸坝、7条干渠，灌溉面积达33.6万亩的规模。经过历代演变，潦河灌区发展成为如今江南丘陵地区现存最完整的传统灌溉水利系统。
江西潦河灌区丨保护修复与智慧化改造并重 保障丰收
近年来，当地加大抢救性修复古陂的力度，开展水系连通、农村水系综合整治试点和水生态文明村建设等工作，让古老的灌区焕发出了新的活力。
江西省宜春市靖安县水利局局长 余斌：我们县传承古代建坝的生态理念，在新建的解放闸坝中，采用气盾坝型，利用空气压缩原理，通过给气囊充气和排气，使钢护板升起和倒伏，实现水位高度的调节，且充分利用坝顶的溢流。2022年，在干旱比较严重的时候，我们通过气盾坝，精准调控水位，科学节水，确保了农田灌溉用水需求。
如今，通过修复升级的蒲陂、乌石潭陂、香陂三座古陂，分别以北潦闸坝、洋河闸坝、解放闸坝的新名字，继续发挥灌溉、防洪等作用。同时，江西还在潦河灌区搭建了智慧水利平台，用127个视频点，实时监测灌区干支渠的水位、流量和引用水量信息，精准调配用水资源。并通过实施“十四五”续建配套与现代化改造工程，提升灌区水利工程的调蓄能力和供水潜力，夯实赣西北粮仓的用水灌溉基础。
江西省南昌市安义县水利局工程师 涂安安：今年，我们实施了长石灌区改造项目，采用管道化输水，将水通过主管输送到每个小灌片，再通过支管覆盖每片农田。工程建成后，灌溉水利用系数由现在0.52提高至0.65以上，可以改善灌溉面积1.2万亩。
江西省南昌市安义县龙津镇杨树垅村农户 刘普根：我家的田地势比较高，以前的水渠灌溉，水上不去。现在好了，新修了灌渠，可以直接放水到田里，灌溉再也不发愁了，丰收也有了保障。
一套高效的智能灌溉解决方案应该具备哪些功能？
在农业现代化进程不断加快的当下，水资源短缺与农业灌溉需求之间的矛盾日益凸显。智能灌溉解决方案的出现，为解决这一难题提供了有效途径。一套高效的智能灌溉解决方案不仅能够提高水资源利用效率，还能促进农作物健康生长，提升农业生产效益。那么，一套高效的智能灌溉解决方案究竟应该具备哪些功能呢？
土壤湿度是决定农作物是否需要灌溉以及灌溉量的关键因素。高效的智能灌溉解决方案应配备高精度的土壤湿度传感器，能够实时、准确地监测不同深度土壤的湿度状况。这些传感器应具备广泛的适用性，可适应不同类型的土壤，无论是沙质土、黏质土还是壤土，都能提供可靠的湿度数据。
通过实时监测土壤湿度，系统可以根据农作物的需水规律和生长阶段，精确判断灌溉时机和灌溉量。例如，在农作物生长初期，根系较浅，对土壤湿度较为敏感，系统可根据浅层土壤湿度及时调整灌溉策略；而在农作物生长后期，根系深入土壤，系统则需综合考虑深层土壤湿度，确保农作物各生长阶段都能获得适宜的水分供应。
基于土壤湿度监测数据以及其他相关环境参数（如气温、光照、风速等），智能灌溉系统应具备强大的决策能力。通过内置的智能算法，系统能够分析这些数据，自动计算出最佳的灌溉时间和灌溉量，实现精准灌溉。
同时，系统还应具备灵活的控制功能，能够根据决策结果自动控制灌溉设备的启停和运行参数。例如，当土壤湿度低于设定的阈值时，系统自动开启灌溉设备，并根据计算出的灌溉量调整设备的运行时间和流量；当土壤湿度达到适宜范围时，系统自动停止灌溉，避免过度灌溉造成水资源浪费和土壤养分流失。
在现代农业生产中，农田往往分布广泛，管理人员难以实时到现场查看灌溉情况。因此，高效的智能灌溉解决方案应具备远程监控与管理功能。通过互联网技术，管理人员可以使用手机、电脑等终端设备随时随地查看农田的土壤湿度、灌溉设备运行状态等信息。
此外，远程管理功能还允许管理人员对灌溉系统进行远程操作，如远程启动或停止灌溉设备、调整灌溉参数等。这不仅提高了管理效率，还使得管理人员能够及时应对突发情况，确保灌溉工作的顺利进行。
灌溉设备的正常运行对于保障灌溉效果至关重要。智能灌溉解决方案应具备故障预警与诊断功能，能够实时监测灌溉设备的运行状态，一旦发现设备出现异常，如水泵故障、管道堵塞等，系统应立即发出预警信息，通知管理人员及时处理。
同时，系统还应具备故障诊断能力，能够初步判断故障类型和位置，为维修人员提供参考，缩短故障排除时间，减少因设备故障导致的灌溉中断对农作物生长的影响。
一套完善的智能灌溉解决方案应能够记录灌溉过程中的各种数据，如土壤湿度变化、灌溉时间、灌溉量、设备运行参数等。这些数据不仅是对灌溉效果的直观反映，也是优化灌溉策略的重要依据。
系统应具备强大的数据分析功能，能够对记录的数据进行深入分析，生成详细的报表和图表。管理人员可以根据这些分析结果，了解农作物的需水规律、灌溉设备的使用效率等信息，从而进一步优化灌溉方案，提高水资源利用效率和农业生产效益。
不同的农作物和种植环境可能需要不同的灌溉方式，如滴灌、喷灌、微喷灌等。高效的智能灌溉解决方案应具备适应多种灌溉方式的功能，能够根据实际需求灵活配置灌溉设备，并实现不同灌溉方式的智能控制。
例如，对于蔬菜等对水分需求较为精细的作物，可采用滴灌方式，系统能够精确控制每个滴头的出水量和灌溉时间；对于大面积的农田，可采用喷灌方式，系统能够根据风向、风速等因素调整喷头的喷洒范围和强度，确保灌溉均匀。
在追求高效灌溉的同时，节能与环保也是不可忽视的方面。智能灌溉解决方案应采用节能型的灌溉设备，如低功耗的水泵、智能电磁阀等，降低能源消耗。
此外，系统还应具备雨水收集与利用功能，将收集到的雨水用于灌溉，减少对地下水和自来水的依赖。同时，合理控制灌溉量，避免因过度灌溉导致的水资源浪费和土壤盐碱化等环境问题。
一套高效的智能灌溉解决方案应具备精准的土壤湿度监测、智能的决策与控制、远程监控与管理、故障预警与诊断、适应多种灌溉方式以及节能与环保等多方面的功能。只有具备这些功能，才能真正实现农业灌溉的智能化、精准化和高效化，为农业可持续发展提供有力支持。
