智慧灌溉两手抓，节水、灌溉顶呱呱|夏玉米|需水量

出品：科普中国

制作：刘战东（中国农业科学院农田灌溉研究所）

监制：中国科学院计算机网络信息中心

我们都知道，作物在不同发育阶段需水量不同，传统农作方式只凭经验判断、人力手动浇地，不仅浪费水资源，还占用劳动力。

而现在，我们只要看一眼屏幕，就知道作物是否需要“喝水”、施肥。手指轻轻点击遥控装置，水就能通过遍布田间的各式管网输送到种植区，以不同方式给植物“喂水喝”。这样既能根据需求灌水，又能节约水资源，这就是智慧灌溉的基本操作。

△图片来源：veer图库

精准农业灌溉管理是什么？

精准农业灌溉管理按照作物生长过程的需求，通过现代化的监测手段，对作物的生长发育状态过程以及环境要素现状实现数字化、网络化、可视化、智能化监控。其监控内容包括土壤水分、作物生长发育状况、气象条件等，宏观到微观进行监测预测，根据监控结果结合作物需水规律，采用最精准的灌溉设施（比如滴灌、微喷灌等）对作物进行严格有效的灌水，以确保作物在生长过程中的需要，从而获得高产、优质的作物。

△精准灌溉管理示意图（图片来源：作者提供）

以苹果为例，苹果树是需水量较大的乔木，土壤含水率直接影响苹果的产量和质量。利用基于物联网与专家系统的果园精准灌溉系统，自动采集苹果园温湿度、光照强度等环境信息，通过网络将数据包上传到云服务器，专家系统根据采集到的环境数据和决策数学模型，实现需水量预测，结合气象数据作出灌溉决策并将决策结果反馈到灌溉控制模块。此外，还可以根据苹果树不同生长期调节设定灌溉阈值，倘若土壤含水率低于下限阈值则进行灌溉，高于上限阈值停止灌溉。

目前，精准灌溉管理技术应用范围已涉及水果、蔬菜、瓜类、谷物、花卉等多种作物。

为啥要精准灌溉？

首先，精准灌溉可保障作物需要的时间、地点上供水，做到定时定量的补给，为作物提供良好的生长环境，以此提高和改善作物的产量和品质。

其次，精准灌溉管理可以节约保护水资源。精准灌溉只提供作物生长所需的用水量，最大限度地减少了由于土壤蒸发、深层渗漏和地表径流所造成的灌溉水损失，大大避免了水资源的浪费。同时也最大限度地减轻了由深层渗漏和地表径流所造成的农药、化肥的渗漏带来的地下水资源污染，合理保护了水资源与生态环境。

最后，精准灌溉管理采用先进的土壤、作物及气象信息监测、预报，可根据作物需水规律控制或调配水源，以最大限度地满足作物对水分的需要，实现区域效益最佳的水分调控管理，实现真正意义上的农业节水灌溉。实践证明，一个设计完善和管理科学的精准灌溉系统，将会带来可观的经济效益。

比如，在华北平原地下水超采区利用精准灌溉技术，可使灌区管理部门做好灌溉供水调度方案，显著提高区域水源灌溉调度的科学性和实效性，使农田得到及时、适量地灌溉，为粮食作物丰产稳产提供了良好的保障。同时精准灌溉技术减少了灌溉过程中的水源浪费。据河北、河南等多地的实际监测，冬小麦-夏玉米轮作系统灌溉用水量平均降低60-75m3/亩，冬小麦和夏玉米产量平均提高10%以上，水分利用效率提高了15%-30%，经济、生态和社会效益显著。