水稻节水灌溉自动化技术研究

刘慧

摘 要：水稻具有较强的水分适应性，在已经开展的水稻旱作、覆膜旱作等试验研究中得到了证明。水稻控制灌溉技术正是根据不同生育阶段水稻对水分需求的敏感性和需水规律，在充分发挥水稻自身调节机能和适应能力的基础上，适时适量地科学供水的节水灌溉新技术，是一项重要的节水措施。本文主要针对水稻节水灌溉自动化技术进行分析和讨论。

关键词：水稻；节水灌溉；自动化技术

水稻是中国传统的农作物，是中国产量最多的农作物之一，占农业用水总量的93%，每年用水量高达150亿立方米。农业用水大约占社会用水的70%，水资源对于水稻的生产有着不可替代的促进作用，因此，发展节水灌溉技术对于水稻的高产稳定、水资源的节约有着双重意义。

1 我国农业节水灌溉自动化技术现状

农业生产灌溉不是一个简单的过程而是一个纷繁复杂过程，在这个过程中涉及到很多的的技术内容，要真正实现农业生产过程中的灌溉水资源的高效利用，仅凭借节水设备运用或节水技术发展，根本不可能。因此，只有将灌溉水源开发、灌水技术装备和灌区降雨、蒸发、土壤墒情等相关因素进行有机结合，统筹考虑，做到灌区降雨、灌溉水、土壤水以及地下水等水资源的动态使用，实现按需、按时、按量等自动供、配、用水。我国在节水灌溉自动化方面的研究起步晚，主要是因为受传统的农业用水观念等因素的影响，目前水灌溉自动化方面的研究还处在初级阶段，灌溉基础设备短缺，灌溉自动化管理水平不高等，我国目前所拥有的节水灌溉控制系统设备而言，大多存在控制规模小，控制对象单一，设备成本高的缺点，大面积推广存在问题。

2 节水灌溉对稻田生态环境的影响

水稻節水灌溉，稻田水分干湿交替，从而影响稻田热容量的变化，稻田温度、植株间空气湿度会随着田间水分状况的不同而发生显著变化。其结果导致了植株间空气湿度的降低，使稻田增温。由于植株间空气湿度的减小和昼夜温差变大，从而抑制了病原菌的繁殖与传播，水稻病虫害也相应的有所减少。节水灌溉条件下，田面经常排水晒田，土壤和大气之间的扩散交换作用增强，从而增加了土壤的通气性，使土壤含氧量增加，氧化还原电位升高，还原物质得到氧化；同时，土壤好氧微生物活动加强，有机物质分解增加，矿化速度提高，晒田复水后土壤中有效养分的含量显著增加。节水灌溉条件下，稻田一些旱生杂草或半旱生杂草获得了生长空间，但同时更多的水生杂草的生长受到抑制，杂草总量与淹灌条件相比差别不明显。

3 水稻节水灌溉技术应用

水稻是喜水并对缺水敏感的作物，水是其正常生理活动和有机体形成的基础。通过节水灌溉技术的实施，明显的增加了节水的效果，对于水稻的生长发育和水稻田的生态环境都有着直接的影响，对于水稻的高产，也提供了非常有利的技术支持，大大的改善了稻田的生态环境，从而实现节水高产的最终目标。

3.1 水稻节水灌溉制度

水田的需要水量，一部分靠降水供给，一部分需要靠人工灌溉来补给，每公顷稻田补给的水量称为稻田的灌溉定额。水稻田进入生长期，叶面积增大，外界气温高，光合作用强，物质代谢旺盛，尤其是水分代谢非常活跃，因此对水分的需求量大大增加。

3.1.1 非充分灌溉

与传统灌溉思想只要有足够的水源供应，就给作物供应最充分的水，以使之达到尽可能高单位面积产量相反，即灌溉的目的并不是要求达到最高的单位面积产量。其实有些地方的坐水种和灌关键水就是非充分灌溉的雏形。这种灌溉指导思想在水资源日益紧缺的时代显得尤为重要。因为水资源是有限的，如果单位面积少灌一些水，就可能灌溉更多更大面积，从而获得更大总产。但现在需要做大量试验工作，研究出完整的不同地区、不同作物的非充分灌溉制度。

3.1.2 水稻薄、浅、湿、晒

水稻灌溉长期保持较深水层是一直采用传统灌溉方式。此法水肥流失严重。而经研究采用薄、浅、湿、晒灌溉制度节水效果明显，就是薄水插秧，浅水返清，分蘖前期田间湿润管理，分蘖后期晒田、拨节、抽穗保持薄水，乳熟保持田间湿润，黄熟湿润落干。实践证明可增产8%左右，而且可以增加单位面积产量的效果。

3.2 控制灌溉

水稻控制灌溉是水稻移栽后，田面保持5-25毫米薄水层返青活苗，在返青以后的各个生育时期，田面基本不再长时间建立灌溉水层，也不再以灌溉水层做为灌溉与否的控制指标，不同的阶段分别采用不同的饱水率，而不再建立灌溉水层，以达到节水的目标。而是以不同生育期不同的根层土壤水分作为下限控制指标，确定灌水时间、灌水次数和灌水定额的一种灌溉新技术。该灌水的时间和灌水量都由根层土壤的含水率决定，一般情况下在土壤饱和含水率的60%～80%左右，视水稻的不同生育阶段对水分的需求具体而定，改变土壤、植物根部长期泡在水下的情况，也增加了植物根部与阳光的接触，提高了化肥的使用效率，达到了节水、优质、高产的多重目标。具体的操作就是在返青期间保持田间湿润，分蘖初期保持田间灌水层盖过泥土，分蘖后期进入晒田，保持田地的干燥，黄熟以后，再灌一层水，避免植物早衰。

3.3 喷头灌溉技术

大力开展水田节水是我国农业经济社会可持续发展的必然要求，我国传统输水方式是用土渠灌溉水从水源输送到田头，所以在输水过程中有大量水通过渗漏，蒸发方式就已浪费掉了。在压力作用下，水经过喷管内的稳流器得到水流的整合，从而改变水流的速度，然后稳流器将压能转化动能，瞬间提高水流速度并从喷嘴高速喷出。水流在空气阻力的作用下粉碎成细小的水滴；在扇形喷灌的过程中，在喷灌作业前必须将空心轴的限位环移动到具体工作需要的位置，当喷体按照转动的工作原理转动到换向器的限位环时，拨杆就会拨动换向弹簧，能够使摆块转动到能与反向钩相碰的位置。例如摇臂喷头的摇臂在水压的作用下，利用反向钩与摆块突起的部分进行撞击，在撞击力的反作用下，促使喷头快速的翻转，保证喷头能够对准各个方向的农作物，保证农作物生长对水的需求。

结束语

随着经济社会的发展，一方面人口不断增加对水稻的产量需求也在增加，另一方面水资源的总量在不断下降。因此，我们在不断改良水稻品种的同时，研究高产优质节水灌溉技术也是农业发展的必然要求，对于稳定水稻产量节约水资源有着重要意义。

参考文献

[1]魏铁军，刘福林，刘东.几种水稻节水灌溉技术[J].现代化农业，2008，（11）：19-20.

[2]姜训宇，段生梅，母利.节水灌溉自动化技术的发展及前景分析[J].安徽农学通报，2011（8）.

[3]孙小淋，杨立年，杨建昌.水稻高产节水灌溉技术及其生理生态效应[J].中国农学通报，2010，26（3）：253-257.

[4]周阳春.GPRS在蒙开个灌区水情自动测报系统中的应用[J].云南水力发电，2006，22（4）：13-16.endprint