三团探索棉田膜下自动化控制取得突破

by admin on 2020年3月22日

“我一个人灌4700亩棉田的水。”8月下旬,看着眼前丰产已成定局的棉田,农一师三团科技连自动化控制泵站管理人员张良,又是激动,又是自豪。三团位于天山南麓塔克拉玛干沙漠西北边缘,年平均蒸发量2337毫米,是降雨量的37倍。2003年以来,这个团积极开展现代化团场建设,累计投资9800万元用于农业高新技术的引进、示范与推广应用,先后被授予“全国科技管理系统先进集体”和“国家农村信息化基地”等称号。2002年以来,三团12.6万亩棉田全部应用了膜下滴灌技术。同时,引进了世界上最先进的以色列自动化测水、地埋式渗灌技术,建成了1070亩示范区。通过3年的探索,结合本团实际,该团建立了一套棉田膜下滴灌自动化控制、智能化综合分析决策系统,并于2005年初投资95万元,在4700亩棉田进行示范推广。棉田膜下滴灌自动化控制系统,集成了棉田膜下滴灌技术、地埋式渗灌和无线信号传输的优点:将膜下滴灌的手动阀门更换为电磁阀,杜绝了人为操作的随意性,节省了开启阀门的人力;用GSM短信控制器替代电缆线传输信号,使成本投入大为降低。智能化综合分析决策系统,通过自动化气象观测装置,自动采集温度、湿度、降雨量、风速等气象数据;通过湿度传感器测定出土壤中的水分含量;通过视频采集器观测棉田整体和单株长势、叶色;所采集到的气象、土壤墒情、苗情长势信息,经计算机数学模型综合分析系统分析后,生成棉田灌溉关系曲线图,再由计算机发送指令给GSM短信控制装置,指挥电磁阀自动开启实施灌水。据了解,应用棉田膜下滴灌自动化控制、智能化决策系统,亩成本投入500元左右,节水23%,增产15%至20%,棉花长势均匀度提高20%以上,和以色列地埋式渗灌系统相比较,应用效果不相上下,但亩成本下降50%至60%,而且解决了以色列技术参数与本地水土条件不相适应的弊病。自动化控制、智能化决策系统,配合三团目前已经大面积推行的生产全程机械化,可以有效提高劳动生产率,使每名职工的管理定额,由目前的60亩至80亩,提高到250亩甚至更大面积。据介绍,棉田膜下滴灌自动化控制技术的成功示范,标志着三团开展现代化农业建设的“瓶颈”已经突破。来源:《兵团日报》

不到农一师三团,不知道庄稼活还有这么多高科技玩意儿;不到三团,不知道新疆在农业信息技术应用方面如此天宽地阔。

2003年,地处塔克拉玛干沙漠边缘的三团在新疆率先开发应用现代农业科技网站推广以地理卫星信息为依托的信息资源管理系统等5项农业实用信息技术,建设全国农业信息化基地。

2004年8月,全国农业信息技术经验交流现场会在三团召开。同年11月,三团组团参加中国2004信息化推进大会,国家信息产业部一位领导评价:三团的农业信息化技术有效解决了农业信息高速公路最后一公里的问题。

2005年,三团被国家信息产业部批准为首批全国农村信息化基地,并且成为全国科技入户100个示范县之一,从而占据了全国农业科技发展最前沿的位置。

三团科委主任谭志环毕业于塔里木农大,是该团推进农业信息化的关键性人物之一。

今年1月初,记者在三团见到了他。在他的耐心讲解下,记者对三团短短几年所走过的农业信息化之路有了粗略的了解。

首先是以农业高效用水信息技术为主的棉田滴灌自动化控制和渠系自动计量系统。2003年,三团通过引进以色列技术,实施了1000亩自动化控制地埋式滴灌项目。该技术最大的优点是滴灌带埋在40厘米深的土层底下,设计使用寿命长达10年,无需年年更换。其次是利用作物的“向水性”,地埋式滴灌有利于作物根系充分发育。2005年,在全团13.6万亩棉田100%实现膜下滴灌基础上,三团应用自动控制等信息技术,对4000多亩棉田膜下滴灌系统进行改造:通过自动气象站对棉田周围空气温度、湿度、风速、风向信息进行搜集——看天;借助田间工作站的传感器对棉田土壤湿度进行实地监测——看地;借助田间视频采集器对棉花日生长量、植株高度进行观察——看苗。所有信息汇集到中央控制站以后,通过电脑进行分析,决定是否开启电磁阀对棉田进行灌水,以及每次灌溉的量和间隔时间。

和各地正在推广的膜下滴灌相比,上述自动化控制系统实现了真正意义上的科学决策,避免了以往靠人肉眼对棉花长势进行观察,决定是否开启滴灌系统的随意性。

渠系水量控制以往也主要依靠人工,一来数据不准确牞有时一天之内的误差高达20%,二来也容易导致人情水等弊端。2005年,三团通过在渠道底部安装超声波流速仪,同时在渠边安装压阻式水位仪对渠系实际过水量进行自动计量监测,然后通过GSM短信自动传输数据,实现干、支、斗渠自动计量计费。

采访中我们了解到,根据塔里木河综合治理相关安排部署,为了给塔河下游匀出更多的生态水,从2002年起,5年内三团每年的总引水量必须从原来1.9亿立方米减少到1.3亿立方米。在国民经济发展对水的需求有增无减的背景下,棉花膜下滴灌自动化控制系统和渠系水量自动计量监测系统的重大现实意义,就在于能够将有效节水和智能化决策有机结合起来。

通过农用机械加载信息技术,实现机械智能化,进而推进农田施肥自动化是三团农业信息化又一个努力方向。早在2000年,三团就和外单位合作开发过微机决策平衡施肥系统,并且能为不同条田开具“施肥推荐卡”。该系统最大的缺陷在于测定土壤肥力采取的是人工采样的办法,由于人工操作容易发生挪位,所得数据难免粗糙,缺乏重演性。而且人工采样通常以200亩为单元取若干点,然后再对土样进行混样化验,整个过程耗费时日不说,化验的项目也只是氮、磷、钾、有机质、有机盐这所谓的“常规五项”,五个样品化验费就高达108元,如果再加上各种微量元素费用就更惊人了。

2004年,三团从美国引进了一台具有特殊功能的采棉机,该采棉机在收获棉花过程中,能够对棉田产量数据进行实时收集,并形成一幅以不同色块加以表现的地理信息产量模型图。在此基础上,2005年,三团通过和国家农业信息化工程技术研究中心合作,研制试验

GPS土壤养分取样车。这种设备在每亩地选择40个点进行土壤采样,每个点通过GPS定位系统都能获得准确坐标。然后再对采得的样品通过电导率养分测定机械进行养分诊断。

棉花产量模型图加上土壤养分诊断卡,最终形成用于变量施肥的“处方图”。2006年,第一台变量施肥机将率先出现在三团农工的视野里。用通俗的话来解释,变量施肥的理论对象不是以一块条田的棉花或者一亩地的棉花来加以衡量,而是以每16平方米甚至更小的地块为单位来进行不同肥料、不同施肥量的随时调整。这也就是所谓的智能化施肥了。

2005年,三团推出的还有变量喷雾器等与农业信息化相关的智能化机械。采访中谭志环还谈到,2005年底,三团一鼓作气又完成了3万亩棉田膜下滴灌自动化控制系统改造,今年就可以全面发挥作用。

“这3万亩棉田滴灌自动化控制系统改造亩均投入仅168元,按10年使用寿命计算,每亩地的改造成本在20元以内。”谭志环说。信息化离不开投入。投入产出的效益究竟如何呢?谭志环介绍,根据该团率先完成棉田膜下滴灌自动化控制系统改造的科技连2005年的实际情况,每个农工管理棉田面积由原先的40亩提高到80—100亩,劳动生产率翻了一番以上。而且亩灌溉定额节约了80立方米,每亩地增产籽棉21公斤。综合效益提高80元以上。

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