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智慧灌溉赋能高标准农田建设
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512444.shtm
“以数字化为特点的信息技术正加速驱动灌溉科技创新发展，引领农业生产模式的深刻变革。”11月11日，第二届智慧灌溉论坛在河南省新乡市举行。中国农业科学院农田灌溉研究所（简称“灌溉所”）副所长王景雷说，“通过运用大数据、人工智能、物联网等信息技术，打造集信息高效感知-智能决策-精准控制于一体的智慧灌溉系统，可实现更精准的灌溉管理，极大提高水肥资源利用效率，支撑高标准农田建设和农业可持续发展。”
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智慧灌溉卷盘式喷灌机。中国农科院灌溉所供图
论坛由中国农业科学院主办，中国农业科学院农田灌溉研究所（简称“灌溉所”）和国家灌溉农业绿色发展联盟承办，围绕国家高标准农田建设发展需要，通过智慧灌溉技术报告、项目路演等环节探索灌溉技术“场景+平台”新模式，共商智慧农业协同创新和推广应用，引领灌溉领域智慧化升级，赋能农业节水高效绿色发展。
对传统灌溉行业加快智能化改造
我国是个水资源极度贫乏的国家，人均水资源占有量仅为世界人均水资源占有量的1/4。同时，我国是农业大国，农业用水量占总用水量六成以上。
王景雷介绍，目前全国农田有效灌溉面积已达10.44亿亩，农田灌溉对粮食增产的直接贡献率约36%，为我国粮食连续多年丰收提供了重要支撑。喷灌、微灌、低压管道输水灌溉等高效节水灌溉技术累计推广应用3.78亿亩，耕地实际灌溉亩均用水量降低至355方，农业用水总量得到有效控制。
“由于水资源时空分布不均，粮食生产对农田灌溉的依赖程度高。”王景雷告诉《中国科学报》，目前，我国农田灌溉水有效利用系数仅为0.572，远低于0.7到0.8的世界先进水平。因此，推广节水灌溉技术，全面提升农业用水效率、促进水资源可持续利用，是支撑12亿亩高标准农田建设、保障1.3万亿斤以上粮食产能、夯实粮食安全根基的关键举措，对加快建设农业强国、全面推进乡村振兴具有重要意义。
“对传统灌溉行业加快智能化改造、数字化转型，是推动产业高质量发展的重要着力点。”王景雷说，智慧灌溉是应用新一代信息技术赋能灌溉工程，以数据知识为基础、模型算法为核心、装备产品和系统平台为载体，通过灌溉全过程全环节数字化、网络化和智能化，实现节水、高效、高产、优质协同。
王景雷强调，智慧灌溉将向“信息感知数字化、变量作业精准化、决策支持智能化、应用服务场景化”发展，不断构建农业水效全国一张网，实现灌溉全过程智慧化管理，有力推动智慧灌溉科技的政产学研用融合，科技支撑我国现代农业发展。
灌溉技术进入智慧化发展阶段
会上，中国农业大学教授韩宇、上海华维可控农业科技集团股份有限公司董事长吕名礼、河海大学副教授顾哲分别以“鹰眼视觉智能测流装备与技术”“数字技术助力高标准农田建设”“高标准农田智慧灌溉闭环控制实现路径”为题发布技术成果报告，分享节水农业、高标准农田建设生产问题综合解决方案。
王景雷说，新一轮科技革命、产业变革方兴未艾，物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术加快应用，推动灌溉技术进入智慧化发展阶段，为进一步提高农田灌溉效率提供了有利条件。
智慧灌溉技术是以信息和知识为核心要素，通过现代信息技术与灌溉技术深度融合，实现灌溉信息精准感知、精准决策、精准控制、精准管理的灌溉方式。可以提高水资源利用效率、降低灌溉成本、促进水肥高效利用，正逐步在全球范围内推广。
“在国家大力推进高标准农田建设、推进乡村振兴建设的大背景下，农田水利与高效节水灌溉工程需求刚性增加，智慧农业成为现代农业发展的新方向，智慧灌溉等技术需求越来越迫切，”灌溉所所长周国民表示，“灌溉所将继续发挥灌排科技创新优势，联合国家灌溉农业绿色发展联盟等灌排行业企业，加强科研攻关、技术推广、交流合作，为推动农业绿色低碳可持续发展和保障国家粮食安全做出更大贡献。”
会上，由灌溉所倾力打造的灌排行业云平台“中灌云”发布2.0版本，实现了主要农作物分场景优选灌溉模式功能，为灌溉行业转型升级提供了加强版“智慧大脑”。来自国内14家知名企业、高校、科研院所的新产品、新项目轮番发布、路演，运用“数字孪生”“4G通讯”“大数据”的智慧系统和先进设备新技术、新应用集中亮相，加速灌溉领域智能硬件装备和智慧软件系统的推广应用。
未来将实现农业生产的精准灌溉
“未来，随着科学技术的不断发展，智慧灌溉技术日益完善，自动化与智能化水平大幅提高，将实现农业生产的精准灌溉。”王景雷说，未来灌溉管理是以信息和知识为核心要素，通过现代信息技术与灌溉技术深度融合，实现农田水分信息精准感知、农田灌溉精准决策。
首先，通过卫星遥感、机载平台和布设在田间的各种传感器采集水情、农情、工情并上传至智慧灌溉管理平台。
然后，通过多源融合的大数据分析和人工智能机器学习算法，对采集到的数据进行处理和分析，得出农田灌溉精准决策方案。
最后，通过控制田间自动化灌溉设备进行精确的灌溉控制，实现精准灌溉。
智慧灌溉技术将支撑我国的高标准农田建设和农业可持续发展。王景雷说，智慧灌溉技术能够精确感知作物的灌溉需水量，实现作物生育期的精准灌溉，提高水资源利用效率，节约水资源；智慧灌溉技术与精准水肥一体化技术结合还有助于提高农作物的品质和产量，减少化肥的施用量，促进农业的可持续发展；智慧灌溉技术通过信息技术与灌溉技术深度融合，推动了智慧农业的发展，提高了田间生产效率，促进了高标准农田建设和农业可持续发展。
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