智慧灌溉賦能高標準農田建設

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“以數字化為特點的信息技術正加速驅動灌溉科技創新發展，引領農業生產模式的深刻變革。”11月11日，第二屆智慧灌溉論壇在河南省新鄉市舉行。中國農業科學院農田灌溉研究所（簡稱“灌溉所”）副所長王景雷說，“通過運用大數據、人工智能、物聯網等信息技術，打造集信息高效感知-智能決策-精準控制于一體的智慧灌溉系統，可實現更精準的灌溉管理，極大提高水肥資源利用效率，支撐高標準農田建設和農業可持續發展。”

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智慧灌溉卷盤式噴灌機。中國農科院灌溉所供圖

論壇由中國農業科學院主辦，中國農業科學院農田灌溉研究所（簡稱“灌溉所”）和國家灌溉農業綠色發展聯盟承辦，圍繞國家高標準農田建設發展需要，通過智慧灌溉技術報告、項目路演等環節探索灌溉技術“場景+平臺”新模式，共商智慧農業協同創新和推廣應用，引領灌溉領域智慧化升級，賦能農業節水高效綠色發展。 

對傳統灌溉行業加快智能化改造

我國是個水資源極度貧乏的國家，人均水資源占有量僅為世界人均水資源占有量的1/4。同時，我國是農業大國，農業用水量占總用水量六成以上。

王景雷介紹，目前全國農田有效灌溉面積已達10.44億畝，農田灌溉對糧食增產的直接貢獻率約36%，為我國糧食連續多年豐收提供了重要支撐。噴灌、微灌、低壓管道輸水灌溉等高效節水灌溉技術累計推廣應用3.78億畝，耕地實際灌溉畝均用水量降低至355方，農業用水總量得到有效控制。

“由于水資源時空分布不均，糧食生產對農田灌溉的依賴程度高。”王景雷告訴《中國科學報》，目前，我國農田灌溉水有效利用系數僅為0.572，遠低于0.7到0.8的世界先進水平。因此，推廣節水灌溉技術，全面提升農業用水效率、促進水資源可持續利用，是支撐12億畝高標準農田建設、保障1.3萬億斤以上糧食產能、夯實糧食安全根基的關鍵舉措，對加快建設農業強國、全面推進鄉村振興具有重要意義。

“對傳統灌溉行業加快智能化改造、數字化轉型，是推動產業高質量發展的重要著力點。”王景雷說，智慧灌溉是應用新一代信息技術賦能灌溉工程，以數據知識為基礎、模型算法為核心、裝備產品和系統平臺為載體，通過灌溉全過程全環節數字化、網絡化和智能化，實現節水、高效、高產、優質協同。

王景雷強調，智慧灌溉將向“信息感知數字化、變量作業精準化、決策支持智能化、應用服務場景化”發展，不斷構建農業水效全國一張網，實現灌溉全過程智慧化管理，有力推動智慧灌溉科技的政產學研用融合，科技支撐我國現代農業發展。

灌溉技術進入智慧化發展階段

會上，中國農業大學教授韓宇、上海華維可控農業科技集團股份有限公司董事長呂名禮、河海大學副教授顧哲分別以“鷹眼視覺智能測流裝備與技術”“數字技術助力高標準農田建設”“高標準農田智慧灌溉閉環控制實現路徑”為題發布技術成果報告，分享節水農業、高標準農田建設生產問題綜合解決方案。

王景雷說，新一輪科技革命、產業變革方興未艾，物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術加快應用，推動灌溉技術進入智慧化發展階段，為進一步提高農田灌溉效率提供了有利條件。

智慧灌溉技術是以信息和知識為核心要素，通過現代信息技術與灌溉技術深度融合，實現灌溉信息精準感知、精準決策、精準控制、精準管理的灌溉方式。可以提高水資源利用效率、降低灌溉成本、促進水肥高效利用，正逐步在全球范圍內推廣。

“在國家大力推進高標準農田建設、推進鄉村振興建設的大背景下，農田水利與高效節水灌溉工程需求剛性增加，智慧農業成為現代農業發展的新方向，智慧灌溉等技術需求越來越迫切，”灌溉所所長周國民表示，“灌溉所將繼續發揮灌排科技創新優勢，聯合國家灌溉農業綠色發展聯盟等灌排行業企業，加強科研攻關、技術推廣、交流合作，為推動農業綠色低碳可持續發展和保障國家糧食安全做出更大貢獻。”

會上，由灌溉所傾力打造的灌排行業云平臺“中灌云”發布2.0版本，實現了主要農作物分場景優選灌溉模式功能，為灌溉行業轉型升級提供了加強版“智慧大腦”。來自國內14家知名企業、高校、科研院所的新產品、新項目輪番發布、路演，運用“數字孿生”“4G通訊”“大數據”的智慧系統和先進設備新技術、新應用集中亮相，加速灌溉領域智能硬件裝備和智慧軟件系統的推廣應用。 

未來將實現農業生產的精準灌溉

“未來，隨著科學技術的不斷發展，智慧灌溉技術日益完善，自動化與智能化水平大幅提高，將實現農業生產的精準灌溉。”王景雷說，未來灌溉管理是以信息和知識為核心要素，通過現代信息技術與灌溉技術深度融合，實現農田水分信息精準感知、農田灌溉精準決策。

首先，通過衛星遙感、機載平臺和布設在田間的各種傳感器采集水情、農情、工情并上傳至智慧灌溉管理平臺。

然后，通過多源融合的大數據分析和人工智能機器學習算法，對采集到的數據進行處理和分析，得出農田灌溉精準決策方案。

最后，通過控制田間自動化灌溉設備進行精確的灌溉控制，實現精準灌溉。

智慧灌溉技術將支撐我國的高標準農田建設和農業可持續發展。王景雷說，智慧灌溉技術能夠精確感知作物的灌溉需水量，實現作物生育期的精準灌溉，提高水資源利用效率，節約水資源；智慧灌溉技術與精準水肥一體化技術結合還有助于提高農作物的品質和產量，減少化肥的施用量，促進農業的可持續發展；智慧灌溉技術通過信息技術與灌溉技術深度融合，推動了智慧農業的發展，提高了田間生產效率，促進了高標準農田建設和農業可持續發展。