自动化滴灌系统在新疆农业灌溉中的应用前景张婷1白安龙2（发表于《石河子科技》2008年第6期）摘要：自动化滴灌系统是农业节水灌溉的一项重要技术手段，将工程技术和农艺技术与自动化控制技术结合，以最大限度的提高农田灌溉水利用率，本文扼要介绍了自动化滴灌系统的主要原理、控制方法，指出了在实践应用中和研究中存在问题和发展方向。关键词：自动化滴灌控制前景1、前言自动化滴灌系统是世界先进国家发展高效农业节水的重要举措，以色列、日本、美国等一些国家都已采用先进的节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，通过采用遥感，传感器来监测土壤墒情和作物生长，对灌溉区用水进行监测预报，实现水管理的自动遥控，对灌溉区实行动态管理，实现农业灌溉用水管理的自动化。在农业灌溉区域合理地推广自动化控制系统，尤其在干旱、半干旱地区，不仅可以提高水资源利用率、缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率，将水源开发、输配水、灌溉技术、水资源合理利用和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑，综合多种因素合理调配水资源。因此，研制和推广农业节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的迫切需要。为有效解决水资源短缺对农业灌溉发展的制约和影响，1996年新疆建设兵团农八师天业集团在引进国外先进节水技术的基础上，研制出了适合干旱、半干旱农业节水的膜下滴灌新技术，并成为干旱、半干旱地区农业灌溉用水的主要手段，是灌溉农业节水的一个里程碑。膜下滴灌技术是将工程技术和农艺节水相结合的一项节水新技术，通过滴灌枢纽将水、肥、农药等按作物不同生育期的需要量加以混合，借助管道系统使之以滴状、均匀、定时定量浸润作物根系发育区域的一种高效节水灌溉，有效的改善了土壤水、热、气、肥条件滴灌技术的应用和推广，有力的为新疆农业自动化灌溉提供了坚实的基础。2、自动化滴灌系统总体设计2.1功能设计自动化滴灌控制系统主要分为两部分：首部设备和田间设备，首部设备有自动反冲洗过滤器、自动施肥罐设备、滴灌首部及中央主控系统（主计算机、控制柜、触摸屏）、气象观测站（可测量气温、风向、风速）等设备所组成；田间设备有电磁阀（或液力阀）与支管和滴灌带相互连接、有线或无线远程田间控制器（RTU）、田间湿度传感器（可测土壤湿度绝对值）、土壤水分张力计等，组合成一个完整的自动化滴灌系统。操作人员可坐在首部控制室里，对采集传回的气象资料、田间土壤湿度等数据进行综合分析，利用手动或自动方式，足不出户的对整个自动化滴灌系统进行轮灌灌溉。同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个系统区域的气象资料、土壤湿度、灌溉设置、灌溉进程、灌水历史记录等数据。结合作物不同灌溉期需水量的不同和各种作物的需水规律，实现系统自动、适时、适量灌溉和施肥，既节省了以往滴灌人工开、关阀门的繁琐工序，还大大降低了劳动强度，提高了工作效率，又实施精准灌溉，使滴灌这一先进灌溉技术的科技含量进一步得到提升。系统总体结构框图如图1所示：图1系统总体结构框图2.2网络设计自动化滴灌系统网络结构主要由电脑和以太网组成第一层控制中心，第二层为GPRS无线控制器或UHF公共频段（无需申请额外附加费用），第三层为阀门控制器，阀门与RTU远程控制器连接，RTU选用低耗能工作部件，采用太阳能供电，这样可以使得电力无法到达的地方，可以用太阳能供电，另一方面减少电缆的用量，大大降低了成本；另一方面为了在田间工作人员的安全。2.3工作原理自动化滴灌系统在新疆农业灌溉中主要配套膜下滴灌系统，在设计原理上实现集中操作监控，离散分布工作。因此，对滴灌系统的设计、管网布置将进行更好的优化组合，提高每个灌溉小区的灌水均匀，充分发挥自动化滴灌的作用，降低灌溉成本，提高灌溉质量提高效益。自动化滴灌系统由多个控制单元组成，每个控制单元控制着1—4个电磁阀（或液力阀），每个控制单元为一个灌水小区。利用GPRS/GSM网路或UHF开放频段，由中央计算机统一管理。田间控制器RTU实现首部中央主控系统控制指令以...