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智慧灌溉賦能高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512444.shtm
“以數(shù)字化為特點(diǎn)的信息技術(shù)正加速驅(qū)動(dòng)灌溉科技創(chuàng)新發(fā)展，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的深刻變革。”11月11日，第二屆智慧灌溉論壇在河南省新鄉(xiāng)市舉行。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所（簡(jiǎn)稱“灌溉所”）副所長(zhǎng)王景雷說，“通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，打造集信息高效感知-智能決策-精準(zhǔn)控制于一體的智慧灌溉系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的灌溉管理，極大提高水肥資源利用效率，支撐高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?！?/p>
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智慧灌溉卷盤式噴灌機(jī)。中國(guó)農(nóng)科院灌溉所供圖
論壇由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院主辦，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所（簡(jiǎn)稱“灌溉所”）和國(guó)家灌溉農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展聯(lián)盟承辦，圍繞國(guó)家高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)發(fā)展需要，通過智慧灌溉技術(shù)報(bào)告、項(xiàng)目路演等環(huán)節(jié)探索灌溉技術(shù)“場(chǎng)景+平臺(tái)”新模式，共商智慧農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，引領(lǐng)灌溉領(lǐng)域智慧化升級(jí)，賦能農(nóng)業(yè)節(jié)水高效綠色發(fā)展。?
對(duì)傳統(tǒng)灌溉行業(yè)加快智能化改造
我國(guó)是個(gè)水資源極度貧乏的國(guó)家，人均水資源占有量?jī)H為世界人均水資源占有量的1/4。同時(shí)，我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量六成以上。
王景雷介紹，目前全國(guó)農(nóng)田有效灌溉面積已達(dá)10.44億畝，農(nóng)田灌溉對(duì)糧食增產(chǎn)的直接貢獻(xiàn)率約36%，為我國(guó)糧食連續(xù)多年豐收提供了重要支撐。噴灌、微灌、低壓管道輸水灌溉等高效節(jié)水灌溉技術(shù)累計(jì)推廣應(yīng)用3.78億畝，耕地實(shí)際灌溉畝均用水量降低至355方，農(nóng)業(yè)用水總量得到有效控制。
“由于水資源時(shí)空分布不均，糧食生產(chǎn)對(duì)農(nóng)田灌溉的依賴程度高。”王景雷告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，目前，我國(guó)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.572，遠(yuǎn)低于0.7到0.8的世界先進(jìn)水平。因此，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，全面提升農(nóng)業(yè)用水效率、促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，是支撐12億畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、保障1.3萬億斤以上糧食產(chǎn)能、夯實(shí)糧食安全根基的關(guān)鍵舉措，對(duì)加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)、全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興具有重要意義。
“對(duì)傳統(tǒng)灌溉行業(yè)加快智能化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要著力點(diǎn)?！蓖蹙袄渍f，智慧灌溉是應(yīng)用新一代信息技術(shù)賦能灌溉工程，以數(shù)據(jù)知識(shí)為基礎(chǔ)、模型算法為核心、裝備產(chǎn)品和系統(tǒng)平臺(tái)為載體，通過灌溉全過程全環(huán)節(jié)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)協(xié)同。
王景雷強(qiáng)調(diào)，智慧灌溉將向“信息感知數(shù)字化、變量作業(yè)精準(zhǔn)化、決策支持智能化、應(yīng)用服務(wù)場(chǎng)景化”發(fā)展，不斷構(gòu)建農(nóng)業(yè)水效全國(guó)一張網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)灌溉全過程智慧化管理，有力推動(dòng)智慧灌溉科技的政產(chǎn)學(xué)研用融合，科技支撐我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。
灌溉技術(shù)進(jìn)入智慧化發(fā)展階段
會(huì)上，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授韓宇、上海華維可控農(nóng)業(yè)科技集團(tuán)股份有限公司董事長(zhǎng)呂名禮、河海大學(xué)副教授顧哲分別以“鷹眼視覺智能測(cè)流裝備與技術(shù)”“數(shù)字技術(shù)助力高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)”“高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田智慧灌溉閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)路徑”為題發(fā)布技術(shù)成果報(bào)告，分享節(jié)水農(nóng)業(yè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)生產(chǎn)問題綜合解決方案。
王景雷說，新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)加快應(yīng)用，推動(dòng)灌溉技術(shù)進(jìn)入智慧化發(fā)展階段，為進(jìn)一步提高農(nóng)田灌溉效率提供了有利條件。
智慧灌溉技術(shù)是以信息和知識(shí)為核心要素，通過現(xiàn)代信息技術(shù)與灌溉技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)灌溉信息精準(zhǔn)感知、精準(zhǔn)決策、精準(zhǔn)控制、精準(zhǔn)管理的灌溉方式?？梢蕴岣咚Y源利用效率、降低灌溉成本、促進(jìn)水肥高效利用，正逐步在全球范圍內(nèi)推廣。
“在國(guó)家大力推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、推進(jìn)鄉(xiāng)村振興建設(shè)的大背景下，農(nóng)田水利與高效節(jié)水灌溉工程需求剛性增加，智慧農(nóng)業(yè)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向，智慧灌溉等技術(shù)需求越來越迫切，”灌溉所所長(zhǎng)周國(guó)民表示，“灌溉所將繼續(xù)發(fā)揮灌排科技創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合國(guó)家灌溉農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展聯(lián)盟等灌排行業(yè)企業(yè)，加強(qiáng)科研攻關(guān)、技術(shù)推廣、交流合作，為推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展和保障國(guó)家糧食安全做出更大貢獻(xiàn)?！?/p>
會(huì)上，由灌溉所傾力打造的灌排行業(yè)云平臺(tái)“中灌云”發(fā)布2.0版本，實(shí)現(xiàn)了主要農(nóng)作物分場(chǎng)景優(yōu)選灌溉模式功能，為灌溉行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了加強(qiáng)版“智慧大腦”。來自國(guó)內(nèi)14家知名企業(yè)、高校、科研院所的新產(chǎn)品、新項(xiàng)目輪番發(fā)布、路演，運(yùn)用“數(shù)字孿生”“4G通訊”“大數(shù)據(jù)”的智慧系統(tǒng)和先進(jìn)設(shè)備新技術(shù)、新應(yīng)用集中亮相，加速灌溉領(lǐng)域智能硬件裝備和智慧軟件系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。?
未來將實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)灌溉
“未來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧灌溉技術(shù)日益完善，自動(dòng)化與智能化水平大幅提高，將實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)灌溉?！蓖蹙袄渍f，未來灌溉管理是以信息和知識(shí)為核心要素，通過現(xiàn)代信息技術(shù)與灌溉技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水分信息精準(zhǔn)感知、農(nóng)田灌溉精準(zhǔn)決策。
首先，通過衛(wèi)星遙感、機(jī)載平臺(tái)和布設(shè)在田間的各種傳感器采集水情、農(nóng)情、工情并上傳至智慧灌溉管理平臺(tái)。
然后，通過多源融合的大數(shù)據(jù)分析和人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得出農(nóng)田灌溉精準(zhǔn)決策方案。
最后，通過控制田間自動(dòng)化灌溉設(shè)備進(jìn)行精確的灌溉控制，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。
智慧灌溉技術(shù)將支撐我國(guó)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。王景雷說，智慧灌溉技術(shù)能夠精確感知作物的灌溉需水量，實(shí)現(xiàn)作物生育期的精準(zhǔn)灌溉，提高水資源利用效率，節(jié)約水資源；智慧灌溉技術(shù)與精準(zhǔn)水肥一體化技術(shù)結(jié)合還有助于提高農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，減少化肥的施用量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；智慧灌溉技術(shù)通過信息技術(shù)與灌溉技術(shù)深度融合，推動(dòng)了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高了田間生產(chǎn)效率，促進(jìn)了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
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