电气自动化技术在农业灌溉中的应用

2019-03-18杜翔宇

广东蚕业 2019年7期

杜翔宇

电气自动化技术在农业灌溉中的应用

杜翔宇

（荆楚理工学院湖北荆门448000）

近年来，为了推动我国农业的现代化建设，政府、科研单位、农业企业等社会各界长期致力于先进农业技术的推广普及。文章从提升管理水平、改善节水质量两个角度出发，分析了电气自动化技术在农业灌溉中的应用价值，围绕温室大棚灌溉、节水灌溉、无土栽培灌溉、灌溉水处理四个方面，探究了电气自动化技术在农业灌溉中的应用表现。

电气自动化技术；分布控制系统；农业；灌溉；应用

从当前来看，我国农业水平虽已呈现出了稳定的发展态势，但仍有很大一部分农业企业、个体农户的生产效益处在较低水平。究其原因，主要是先进技术的实践力度较低，使得部分农业生产环境受到传统理念、传统方法的落后性限制。据此，为了提升我国农业领域中水资源利用方式的实践质量，我们有必要对电气自动化技术在农业灌溉中的应用进行分析讨论。

1 应用价值

无论是从生产效益上还是社会效益上，电气自动化技术在农业领域中的应用都极具必要性。具体来讲，电气自动化技术在农业灌溉中的应用价值主要表现在以下几个方面：

首先，电气自动化技术能全面提升灌溉管理的工作水平。在传统的农业灌溉管理工作当中，灌溉水量、灌溉周期等方面的方案制定及生产实践对人员经验具有很强依赖性。此时，若相关人员缺乏良好的农业生产知识，或并未立足实际进行灌溉方案规划，将很可能造成灌溉水量、灌溉周期与当下的农作物需求、土壤水含量相偏离。这样一来，若水量过多、灌溉过频繁，将会导致农田土壤过于潮湿，出现农作物烂根、细菌滋生等问题；若水量过少、灌溉间隔过长，将会导致农田土壤缺水，无法支持农作物的健康生长[1]。

相比之下，将电气自动化技术应用到农业灌溉中后，技术平台系统会对农田中土壤、农作物的现状情况进行全天候动态采集，并根据相关人员预设的标准参数，对土壤、农作物的水资源需求做出分析。随后，技术平台系统便可根据数据信息的分析结果实现水泵、水阀等灌溉设备的自动控制，进而实施出科学适量的灌溉行为。同时，基于长时间的数据采集、分析与储存，电气自动化技术平台系统还可生成阶段内土壤、农作物的数据变化曲线，进而为相关人员研究农作物生长规律、评价灌溉方案可行性打下依据基础，进一步促进农业灌溉管理工作的科学发展。

其次，电气自动化技术能有效改善农业灌溉的节水质量。在传统的农业灌溉工作当中，相关人员大多采取粗放型、统一化的灌溉策略，即定期、定量对整体农田进行水资源灌溉。基于农田内农作物种类的不同，传统的灌溉方式存在较强的应用模糊性，很难实现水资源供给量与农作物需求的标准化匹配，进而不利于农作物的健康生长。同时，传统的灌溉方式过分强调统一供给，还会造成大量的水资源浪费。在此背景下，将电气自动化技术与分布控制系统结合应用到农田灌溉工作当中，能有效实现不同作物状态、不同田块质量的针对性分析，进而依据差异性的管道布置与信息反馈，制定出按需配水的最优化灌溉方案。这样一来，在实现灌溉水资源节约的同时，还有助于将水资源利用率提升到较高水平，赋予农业生产以优秀的用水效益。

2 应用表现

在农业现代化发展的过程当中，将电子自动化技术应用于灌溉管理工作当中，既是科学满足农作物灌溉需求的主要保障，也是实现水资源高效利用与有效节约的重要举措。现阶段，电气自动化技术主要可应用于农业灌溉工作的以下几个领域：

2.1 在温室大棚灌溉中的应用

随着市场经济的繁荣发展，我国农业市场形成了日益激烈的竞争态势。在此背景下，各农业生产企业为了在湍急的竞争洪流中站稳脚跟，获得有力的市场话语权，纷纷投入了研究科技、创新科技、应用科技的行列当中，致力于用先进的科学技术武装生产工作，不断提升农产品的整体质量，从而得到更高水平的收益回报。

基于此，电气自动化技术被引入到了温室大棚的农作物种植管理当中，发挥出了有效的生产质量提升作用。在此过程中，相关人员通过电气自动化技术平台的远程控制系统，可实现与温室大棚中各传感器设备的信息互联，进而动态化、全面化地对大棚中农作物的生长状态做出监测。在监测过程中，电气自动化技术平台会对农作物的生长信息进行分析处理，若分析结果为植物缺水，电气自动化技术平台便会向上方终端系统发出警报，从而促使相关人员及时做出灌溉处理，以保证农作物生长条件的健康充足。同时，电气自动化技术平台还可将一定阶段内的监测信息进行整合处理，自动绘制出曲线图、条形图等图形数据。通过此类数据文件，相关人员能更加全面、科学地掌握农作物的生长规律，进而对当前的灌溉方案、管理策略做出调整[2]。

需要注意的是，温室大棚应用领域下的电气自动化技术具有广覆盖、全天候的运行特点，且投入成本相对较高，故而多应用于大规模的农业生产基地，不适用于农村地区的个体化小型农业生产。

2.2 在节水灌溉中的应用

节水灌溉是降低农业生产资源成本、实现农业生产绿色环保发展的重要管理举措。将电气自动化技术应用到节水灌溉领域中，需要多种科学的仪器设备作为支持。例如，为了保持水资源灌溉的自动响应与节约控制，需要应用电水泵、电动水阀等电气设备；为了保证电子自动化节水灌溉的信息采集精准性，需要应用流量仪、温度计、土壤水分感应器等检测仪器；为了保证水资源在灌溉过程中保有合理的流动路径，需要应用给排水管道、回水管道等管道构件。此外，节水灌溉的实施重点为针对性灌溉，即坚持“够用为度”的资源供给原则，围绕农田内不同区域中土壤含水量、作物需求的不同，实施出差异化、适应化的灌溉作业。因此，相关人员还应在电气自动化技术的应用基础上，引入分布式控制系统，从而实现不同田块中农作物及环境信息的分别反馈。只有做好上述内容，才能在农作物健康生长的前提下，实现灌溉水资源的充分节约，发挥出电气自动化技术的最大化应用价值。

2.3 在无土栽培灌溉中的应用

现阶段，基于城市化建设步伐的不断迈进，我国农业用地的实际面积日益减少。在这样的时代背景下，无土栽培技术被研究开发出来，并被应用到农业生产实践当中，形成了日渐成熟的新型农业技术体系。简单来讲，所谓“无土栽培”，即用人工研制的培养液及相关辅助材料，取代传统农业生产中自然土壤的营养供给角色，实现农作物根系的生长促进，最终达到一次成苗的理想效果。在这一农业生产领域中，电气自动化技术具有重要的应用价值。

在电气自动化技术的应用背景下，相关人员可以数据信息的载体方式，对农作物的生长情况、健康状态进行动态观测，从而了解当前所用营养液的成分类型是否合理，并及时进行增减营养元素、调整栽培环境等科学改善措施。此外，基于电气自动化技术对农作物生长数据的动态采集能力，相关人员还可将这一技术应用到无土栽培技术的科研优化当中，从而借助电气自动化技术的支持，对同种营养液环境下不同农作物的生长能力、不同营养液环境下同种农作物的状态表现做出了解，从而开发出围绕不同农作物生长需求设计出的多种营养液类型，进一步强化无土栽培技术的功能覆盖能力与实践推广范围。

2.4 在农业灌溉水处理中的应用

在全社会倡导生态环保的环境背景下，我国农业逐渐向着绿色化、节能化的方向转型，并推动着农业相关的水处理行业不断向前发展。在实际的农业生产过程中，灌溉到农田中的水资源在流动、渗透等运动过程中，会携带上大量的化肥、农药、虫卵、悬浮物等污染杂质。其后，若不经处理直接将此类水资源排放到自然水体当中，很容易导致环境水源的大范围污染，进而影响到水环境下动物植物的生存健康，甚至会导致市政水资源的下降[3]。

对此，将电气自动化技术应用到农业灌溉废水的水处理领域当中，能有效改善传统中水处理工作的滞后性和片面性问题。在实际的电气自动化水处理工作中，相关人员可预先将氮、磷、杂质含量等污染物的数据阈值设置到技术平台当中，为平台系统后续的信息采集与分析行为作出依据。其后，电气自动化技术平台即可通过布设在农田周边的传感器进行数据采集，从而对水体中各类污染物和杂质的含量做出分析。此时，若污染物含量或杂质比重超出预定值，电气自动化水处理平台便会自动关闭排水设备，并发出警报信息，提示相关人员对存在污染问题的农业废水进行现场处理。同时，基于农业废水中化肥等污染物的含量，相关人员还可对当前农业灌溉中所用肥水的成分、量级做出具体考量，并实施出科学合理的优化改进策略，进一步为农作物管理工作的增产增收、绿色发展做出保障。