曾 超

（梅州市農(nóng)業(yè)綜合服務中心，廣東 梅州 514021）

0 引言

梅州是地處粵北山區(qū)的農(nóng)業(yè)大市，2022年全市糧食作物播種面積276.33萬畝，同比增長0.4%；糧食產(chǎn)量113.77萬t，增長0.1%；蔬菜產(chǎn)量增長5.6%，園林水果產(chǎn)量增長3.5%，茶葉產(chǎn)量增長8.3%，豬肉產(chǎn)量增長5.2%。全市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值412.90億元，同比增長4.7%。其中，農(nóng)業(yè)（種植業(yè)）、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)林牧漁服務業(yè)分別增長4.2%、11.9%、4.7%、1.0%、9.3%。

為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、生態(tài)環(huán)境安全及人民身體健康安全，在塑料大棚中種植農(nóng)作物逐漸成為人們迫切需要的種植方式，而塑料大棚作為一種重要的溫室設施，在保護作物、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用。灌溉作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)之一，對于作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量效益具有至關重要的影響。因此，如何在塑料大棚中實現(xiàn)高效、智能化的灌溉成為近年來研究的熱點。農(nóng)業(yè)機械化技術在塑料大棚灌溉中的應用可以極大地提高灌溉的效率，減少人工勞動成本，并保證作物的水分供給，助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和可持續(xù)發(fā)展水平。

1 農(nóng)業(yè)機械化技術在塑料大棚灌溉中的應用優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

1.1 農(nóng)業(yè)機械化技術在塑料大棚灌溉中的應用優(yōu)勢

1）提高效率。傳統(tǒng)的人工灌溉方式需要大量的人力投入和時間消耗，而農(nóng)業(yè)機械化技術可以實現(xiàn)自動化灌溉，減少人力投入，提高工作效率[1]。灌溉設備可以根據(jù)預設的灌溉計劃進行自主操作，無需人工干預，避免了人為因素的影響，提高了工作效率。

2）節(jié)約資源。農(nóng)業(yè)機械化技術能夠通過精確控制灌溉量和施肥量來減少水、肥料和能源的消耗。采用自動化灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)作物的需水量和生長狀態(tài)動態(tài)調(diào)整灌溉量，避免了過度灌溉和浪費。此外，智能施肥系統(tǒng)可以精確計算和配送肥料，避免了過量施肥造成的浪費和環(huán)境污染。

3）提高灌溉質(zhì)量。農(nóng)業(yè)機械化技術可以實現(xiàn)對灌溉過程的精確控制，確保作物獲得適量的水分，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。根據(jù)作物的生長需求和土壤水分含量，灌溉系統(tǒng)可以實現(xiàn)定量、定時、定向的灌溉，保證作物根系充分吸收水分，減少排水損失和浪費。

4）自動化管理。農(nóng)業(yè)機械化技術可以實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的自動化管理，包括定時開關、遠程監(jiān)控等功能。通過預設灌溉計劃和自動化控制設備，可以實現(xiàn)無人值守的灌溉操作，節(jié)省人工管理的成本和工作量。遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)測灌溉設備的運行狀態(tài)和作物生長情況，及時調(diào)整灌溉參數(shù)，提高管理的便捷性和可靠性。

5）降低勞動強度。農(nóng)業(yè)機械化技術能夠減輕農(nóng)民的勞動強度。傳統(tǒng)的人工灌溉工作需要人們長時間彎腰和抬舉重物，容易導致勞動者身體損傷。而機械化灌溉可以將重體力勞動轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械操作，減少對人體的影響，降低勞動強度。農(nóng)民只需進行設備的操作和維護即可，減少了體力勞動的負擔。

1.2 農(nóng)業(yè)機械化技術在塑料大棚灌溉中面臨的挑戰(zhàn)

1）技術需求高。農(nóng)業(yè)機械化技術的應用需要農(nóng)民具備一定的技術知識和操作能力。然而，由于缺乏相關的培訓和教育，許多農(nóng)民對這些技術并不熟悉，難以正確地使用和維護相關設備，這限制了機械化技術的推廣和應用。

2）初始投資大。引入農(nóng)業(yè)機械化技術設備需要一定的資金投入。塑料大棚灌溉系統(tǒng)包括水泵、噴灌設備、控制系統(tǒng)等部件，價格較高。對于經(jīng)濟條件較差的農(nóng)民來說，這意味著很大的負擔，他們可能無法承擔這些高昂的成本。

3）維護保養(yǎng)困難。農(nóng)業(yè)機械化設備的運行需要定期的維護和保養(yǎng)。然而，農(nóng)民對于這些設備的維修和保養(yǎng)知識有限，往往難以及時處理設備故障[2]。如果不能及時維修，設備的性能和效率將受到影響，甚至無法正常使用，對灌溉效果造成不利影響。

4）供電不穩(wěn)定。一些農(nóng)村地區(qū)的電力供應不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)停電或電壓不穩(wěn)等問題。這給農(nóng)業(yè)機械的穩(wěn)定運行帶來了困難。當供電不穩(wěn)定時，設備的正常工作可能受到干擾，甚至無法正常啟動，影響灌溉的效果和作物的生長。

5）缺乏技術支持。農(nóng)業(yè)機械化技術的應用需要科研機構、企業(yè)和政府的支持和指導。然而，一些地區(qū)缺乏相關的技術支持和服務體系，農(nóng)民難以獲得及時有效的技術支持。這使得農(nóng)民在使用和維護設備時面臨困惑和困難，限制了機械化技術在塑料大棚灌溉中的廣泛應用。

2 農(nóng)業(yè)機械化技術在塑料大棚灌溉中的應用實踐

2.1 自動化定時灌溉系統(tǒng)的應用實踐

自動化定時灌溉系統(tǒng)的應用實踐對于塑料大棚內(nèi)的小范圍作物生產(chǎn)有著重要的意義。該系統(tǒng)通過預先設置好的時間和灌溉周期，能夠自動啟動和停止灌溉設備，實現(xiàn)對作物的定時供水。以蔬菜種植為例，在蔬菜種植過程中，不同種類的蔬菜在不同生長階段的需水量是有差異的。應用自動化定時灌溉系統(tǒng)，農(nóng)民可以根據(jù)這些需水量差異進行科學灌溉，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

首先，農(nóng)民可以根據(jù)不同蔬菜的需水量設置不同的灌溉周期和灌溉時間。例如，某些蔬菜在生長初期需要較少的水分，就可以設置較長的灌溉周期，減少過度灌溉造成的浪費[3]。而在蔬菜生長期逐漸增長的時候，可以縮短灌溉周期，保證作物能夠獲得足夠的水分供應。

其次，自動化定時灌溉系統(tǒng)還可以通過傳感器實時監(jiān)測土壤濕度，以確保灌溉的準確性和精度。當土壤濕度低于預設的閾值時，系統(tǒng)會自動啟動灌溉設備進行補水，保持土壤濕度在適宜范圍內(nèi)，這樣可以避免因土壤干旱而導致作物生長不良或減產(chǎn)的情況。

再次，在實際應用中，自動化定時灌溉系統(tǒng)能夠顯著提高灌溉的效率和準確性，避免了傳統(tǒng)人工灌溉中由于人為因素帶來的供水不均勻等問題。傳統(tǒng)的人工灌溉方式容易出現(xiàn)人為判斷不準確、灌溉時間不均勻的情況，而自動化定時灌溉系統(tǒng)可以確保以科學的參數(shù)進行灌溉，使得作物能夠得到更加準確和穩(wěn)定的供水。

最后，自動化定時灌溉系統(tǒng)還對節(jié)約水資源起到了積極的作用。根據(jù)作物需水量和生長狀況合理調(diào)整灌溉參數(shù)，避免了過量灌溉和水資源的浪費。相比于傳統(tǒng)的人工灌溉方式，自動化定時灌溉系統(tǒng)能夠更加精確地控制用水量，從而節(jié)約大量的水資源。

2.2 微噴灌溉技術的應用實踐

微噴灌溉技術是一種注重節(jié)水的灌溉方式，適用于塑料大棚內(nèi)的大范圍作物種植。該技術通過微噴頭將水以微小的水滴形式均勻噴灑在作物的葉面和根系周圍，達到節(jié)水、保濕、抗旱的效果。微噴灌溉技術作為一種注重節(jié)水的灌溉方式，在塑料大棚內(nèi)的大范圍作物種植中得到了廣泛應用。假設農(nóng)民種植了一片蔬菜作物，如番茄。為了提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，采用了微噴灌溉技術[4]。農(nóng)民在整個大棚內(nèi)布置了均勻分布的微噴頭。這些微噴頭通過水管與壓力控制裝置連接起來，可以根據(jù)需要調(diào)整噴射角度和強度。在番茄作物的生長區(qū)域，微噴頭以微小的水滴形式將水噴灑在葉面和根系周圍。通過微噴灌溉技術的應用，農(nóng)民實現(xiàn)了以下效果：

1）節(jié)水。微噴頭設計使得水滴大小均勻，水分更容易被土壤吸收，減少水分蒸發(fā)損失。相比于傳統(tǒng)的噴灑式灌溉，微噴灌溉可以大幅度降低水的使用量，節(jié)約寶貴的水資源。

2）均勻灌溉。微噴頭的噴射角度和噴射范圍可根據(jù)番茄作物的需水量和生長情況進行調(diào)整。這樣可以保證作物根系和葉面都能得到適量的水分。

3）保濕抗旱。微噴灌溉技術可以提高塑料大棚內(nèi)的濕度，減少作物葉片的蒸騰速率。這有利于作物在干旱環(huán)境下保持水分，提高其對干旱的適應能力，降低植株的水分蒸發(fā)損失。

4）灌溉控制。微噴灌溉技術可以與定時灌溉系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)更精準的灌溉控制。農(nóng)民可以根據(jù)番茄作物的需水量和生長階段，設定合適的灌溉時間和頻率。這樣可以使灌溉更加科學和高效，避免了過量或不足的灌溉導致的生長問題。通過微噴灌溉技術的應用，農(nóng)民成功提高了番茄作物的生產(chǎn)效益，節(jié)約了水資源，減少了浪費，同時減輕了環(huán)境污染問題。番茄作物也在適宜的生長環(huán)境下得到了充分的供水，提高了產(chǎn)量和品質(zhì)。這樣的灌溉方式不僅對農(nóng)民的經(jīng)濟效益有利，也符合可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念和水資源的合理利用要求。

2.3 遙控技術在灌溉中的應用實踐

通過遙控技術，農(nóng)民可以遠程監(jiān)控和控制灌溉設備，實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的智能化管理。假設農(nóng)民在塑料大棚內(nèi)種植蔬菜作物，使用遙控技術進行灌溉管理，安裝了土壤濕度和溫度傳感器，并通過手機App進行遠程監(jiān)測和控制。

首先，通過手機App獲取實時的土壤濕度和溫度數(shù)據(jù)，農(nóng)民可以及時了解到作物生長環(huán)境的情況。當農(nóng)民發(fā)現(xiàn)土壤濕度過低時，說明作物需要進行灌溉補水。借助遙控技術，農(nóng)民可以遠程啟動水泵，將適量的水分送入灌溉系統(tǒng)，滿足作物的灌溉需求。農(nóng)民不必親臨塑料大棚即可監(jiān)測到土壤濕度，并能隨時對灌溉設備進行控制。這樣不僅提高了工作的便捷性，還可以避免因地理位置限制或其他工作安排導致的延遲灌溉問題。農(nóng)民只需打開手機App，就能在任何時間和地點進行灌溉管理。通過遠程啟動水泵，農(nóng)民可以精確控制灌溉水量，避免水資源浪費。農(nóng)民還可以根據(jù)土壤濕度實時數(shù)據(jù)，調(diào)整灌溉時間和灌溉量，以達到最佳的灌溉效果。

其次，遙控技術在灌溉中的應用，可以幫助農(nóng)民實現(xiàn)對灌溉設備的遠程控制，以調(diào)整噴灌頭的位置和角度，從而改善灌溉的均勻性和效果。當農(nóng)民發(fā)現(xiàn)蔬菜生長情況不均時，可以通過手機App遠程控制灌溉設備，調(diào)整噴灌頭的位置和角度，使灌溉水分更加均勻地分布于作物根區(qū)。有些蔬菜可能需要更多的水分，而有些蔬菜則需要較少的水分。通過灌溉設備的遠程調(diào)整，可以滿足不同蔬菜的灌溉需求，促進作物的健康生長。農(nóng)民可以根據(jù)實時的灌溉需求和作物生長情況，通過手機App隨時進行調(diào)整，確保灌溉水分的準確配送，不僅提高了工作的便捷性和靈活性，還可以優(yōu)化灌溉效果，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。農(nóng)民可以根據(jù)實際情況進行精細化的灌溉管理，減少水資源的浪費，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益和可持續(xù)性。

最后，遙控技術結(jié)合數(shù)據(jù)分析和算法優(yōu)化，可以實現(xiàn)智能化的灌溉決策，提高灌溉效果和水資源利用效率。通過收集歷史數(shù)據(jù)和環(huán)境變量（如氣溫、濕度、降雨量等），系統(tǒng)可以建立預測模型，利用機器學習算法對未來一段時間的天氣狀況和作物生長情況進行預測。這些預測結(jié)果可以為農(nóng)民提供決策依據(jù)，幫助他們了解未來的灌溉需求?；陬A測結(jié)果，系統(tǒng)可以自動調(diào)整灌溉方案[5]。通過遙控技術，農(nóng)民可以遠程控制灌溉設備，根據(jù)系統(tǒng)提供的智能化決策，調(diào)整噴灌頭的位置、角度和水量，以滿足作物的實際需求。系統(tǒng)可以根據(jù)作物的生長階段、土壤水分狀況和預測的天氣情況等因素，精確計算所需的灌溉量，避免過度或不足灌溉的問題。系統(tǒng)還可以實時監(jiān)測土壤水分含量，并將其與設定的目標值進行比較。當土壤水分過低時，系統(tǒng)可以自動發(fā)送警報提醒農(nóng)民灌溉；當土壤水分過高時，系統(tǒng)可以自動停止灌溉，避免浪費水資源[6-7]。

2.4 溫室監(jiān)控系統(tǒng)在灌溉中的應用實踐

溫室監(jiān)控系統(tǒng)在灌溉中的應用具有重要意義，假設溫室內(nèi)種植了蔬菜作物，如土豆。溫室監(jiān)控系統(tǒng)可以通過傳感器實時監(jiān)測溫度、濕度和光照強度等環(huán)境參數(shù)。當溫室內(nèi)溫度過高時，溫室監(jiān)控系統(tǒng)會自動啟動通風設備，例如風機或窗戶，將熱空氣排出，以降低溫度。這樣可以避免高溫對土豆的生長造成不利影響，并保持適宜的生長環(huán)境[8]。同時，溫室監(jiān)控系統(tǒng)還可以監(jiān)測土壤濕度，并根據(jù)土豆的需水量自動控制灌溉設備，如滴灌系統(tǒng)或噴灌系統(tǒng)。當土壤濕度低于設定的閾值時，系統(tǒng)會自動啟動灌溉設備進行補水，確保土豆作物獲得足夠的水分供給。避免了因過量或不足的灌溉而導致的土壤水分失衡，進而影響土豆的生長和產(chǎn)量[9]。此外，溫室監(jiān)控系統(tǒng)還可與光照傳感器結(jié)合使用，實現(xiàn)對溫室內(nèi)光照強度的監(jiān)測和調(diào)節(jié)。

土豆作物對光照的需求較高，光照不足會影響其光合作用和生長發(fā)育。溫室監(jiān)控系統(tǒng)可以通過光照傳感器實時監(jiān)測溫室內(nèi)的光照強度，當光照不足時，系統(tǒng)會自動調(diào)整遮陽網(wǎng)的開啟程度，以保證土豆作物獲得適宜的光照條件。這樣可以提高土豆的光合作用效率，促進其生長，增加產(chǎn)量。通過溫室監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，農(nóng)民可以及時了解溫室內(nèi)的環(huán)境變化，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和趨勢圖表進行相應的調(diào)整和優(yōu)化。例如，根據(jù)記錄的歷史數(shù)據(jù)分析，農(nóng)民可以對灌溉方案進行調(diào)整，選擇更加適宜的供水時段和灌溉量，以提高土豆作物的生長效果和產(chǎn)量。這樣的精確灌溉管理和環(huán)境調(diào)節(jié)，能夠顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和土豆品質(zhì)，為農(nóng)民帶來經(jīng)濟效益和可持續(xù)發(fā)展的機會[10]。

3 結(jié)語

綜上所述，農(nóng)業(yè)機械化技術在塑料大棚灌溉中的應用具有重要意義。通過自動化定時灌溉系統(tǒng)、微噴灌溉技術、遙控技術和溫室監(jiān)控系統(tǒng)的應用，可以實現(xiàn)灌溉過程的智能化、精確化和高效化，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，降低勞動力成本，節(jié)約水資源，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而，在農(nóng)業(yè)機械化技術應用實踐中，需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整和優(yōu)化，考慮到作物品種、生長環(huán)境、當?shù)貧夂驐l件等因素，農(nóng)民在選擇和應用農(nóng)業(yè)機械化技術時，應綜合考慮經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，科學合理地進行灌溉管理，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展目標。