管理人員只要看一眼大屏幕，就知道作物是否需要“喝水”、缺少哪些微量元素、急需施哪種肥；手指輕輕點(diǎn)擊遙控裝置，水通過遍布田間地頭的各式管網(wǎng)輸送到種植區(qū)，以不同方式給植物“喂水喝”……這一幕不是科幻電影中的畫面，而是德清一家“植物夢工場”，把“黑科技”運(yùn)用到作物灌溉上。
這家集成了整套智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的“植物夢工場”，就是位于德清洛舍鎮(zhèn)的“國家節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)”，與傳統(tǒng)灌溉模式相比，這里每年能節(jié)省30%的灌溉用水。今年4月，水利部國際合作與科技司組織中國水利學(xué)會、水利部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所等專家對該示范區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場評審，給出高度評價(jià)。
在這家“國字號”節(jié)水灌溉示范區(qū)，5G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何助力節(jié)水？如何做到人均灌溉300畝農(nóng)田？近日，記者現(xiàn)場探訪這一節(jié)水增效的全國樣板。
田間地頭遍布傳感器
5G、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉
來到洛舍鎮(zhèn)，穿過幾個街區(qū)和幾片農(nóng)田，能看到一排玻璃陽光房坐落田間，寥寥幾位工作人員腳踩平衡車，在園區(qū)道路來回穿梭。一塊路邊指示牌顯示，這是一個總面積395畝的示范區(qū)，分布著稻油區(qū)、果蔬區(qū)、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、生態(tài)水源區(qū)、設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)五大板塊。
走進(jìn)玻璃房，我們一眼就看到一塊數(shù)米寬的顯示屏，屏幕上實(shí)時更新著土壤濕度、空氣溫度、光照等數(shù)據(jù)。示范區(qū)工程師朱勝吉告訴我們，這是整個園區(qū)的“大腦”。

“這么大的園區(qū)，怎么只看到幾位工作人員？”我們邊參觀邊提出疑問。“因?yàn)閳@區(qū)很智能，灌溉變得輕而易舉，我們不需要太多勞動力。”說著，朱勝吉指向遠(yuǎn)處一方清澈的水塘，“那是整個園區(qū)的生態(tài)水源地，它與附近2000余畝的洛舍漾相通，讓園區(qū)灌溉的水質(zhì)得到保證。”
“咱們?nèi)タ纯淳椭懒恕！痹谥靹偌膸ьI(lǐng)下，我們看到，水塘邊的一座小房子是智能泵站，粗細(xì)不一的******供水管道從這里向外延伸，通向不同的種養(yǎng)板塊。同時，玻璃房內(nèi)的“大腦”，通過5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與分布在各板塊的數(shù)百個傳感器連接，對各類植物、魚蝦的用水情況進(jìn)行實(shí)時感知和精準(zhǔn)計(jì)量。
怎么知道植物什么時候澆水和需要澆多少水呢？朱勝吉帶著我們到田間，只見每塊田里都矗立著幾個帶有天線的儀器。“你看，深入土壤底部的這個儀器是智能土壤墑情檢測儀，能對不同深度的土壤含水量、溫度進(jìn)行動態(tài)檢測；那是孢子檢測儀，能檢測空氣中的細(xì)菌；蟲情測試儀，能自動給蟲子拍照識別……”朱勝吉邊走邊介紹著一項(xiàng)項(xiàng)“黑科技”，這些儀器相當(dāng)于給園區(qū)裝上了神經(jīng)末梢，能感知周圍環(huán)境的變化，并通過內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理模塊將信息傳送到園區(qū)“大腦”，管理人員只需要看一眼監(jiān)測數(shù)據(jù)，就能有針對性地作出判斷，進(jìn)行灌溉、施肥、除蟲等操作。
“我們只要點(diǎn)點(diǎn)手機(jī)，就能讓植物精準(zhǔn)‘喝水’。”朱勝吉說著，打開手機(jī)上的小程序，看到露天蔬菜區(qū)顯示：今天灌溉次數(shù)0次。他點(diǎn)擊開關(guān)，只見安裝了噴灌機(jī)的菜地內(nèi)，機(jī)器噴灑出春雨般細(xì)密的水霧，均勻?yàn)⒃诓说厣稀?br/>逛了一圈，我們看到不同作物類型和種植模式被施以不同的灌溉方式。葉菜為主的抱柱栽培區(qū)，采用的是滴灌方式，水管從柱子頂部穿過，通過一個個深入土壤的箭頭狀插管，直達(dá)植物根部；花卉景觀區(qū)則以噴灌的方式為主，一個個柱狀噴頭將水均勻噴灑在花瓣上；我們又來到草莓溫室大棚內(nèi)，看到一個個小噴頭溫柔地給草莓根部“注水”……“私人訂制”式的灌溉模式，大大提升了水資源的利用率。據(jù)測算，在同等面積、相同種養(yǎng)種類的情況下，與傳統(tǒng)灌溉模式相比，該園區(qū)每年能節(jié)省30%的灌溉用水。

園區(qū)內(nèi)的蔬菜采用抱柱式滴灌模式進(jìn)行灌溉。

生菜生長周期縮短三分之一

節(jié)水同時實(shí)現(xiàn)作物增收
夏日的洛舍漾水波瀲滟，偶有白鷺低飛嬉戲。緊鄰漾畔的洛舍鎮(zhèn)位于德清東部平原地區(qū)，水網(wǎng)縱橫、土地肥沃、物產(chǎn)豐饒。節(jié)水灌溉示范園區(qū)為何落戶在這個水資源豐富的鄉(xiāng)鎮(zhèn)？
示范區(qū)負(fù)責(zé)人徐銀忠解答了我們的疑惑：江南水鄉(xiāng)雖然水資源豐富，但不少地區(qū)仍存在水質(zhì)性缺水的問題。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)的灌溉及施肥模式，普遍存在磷、氮肥僅被農(nóng)作物吸收約30%至40%，剩余部分會流入河道，造成一定程度的農(nóng)業(yè)面源污染，對水產(chǎn)養(yǎng)殖的品質(zhì)和產(chǎn)量造成一定影響。
我們眼前的國家節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)內(nèi)，種植水稻、玉米、番茄、辣椒等作物，養(yǎng)殖青魚、鱸魚、河蝦等水產(chǎn)，正是模擬了江南水鄉(xiāng)典型的農(nóng)業(yè)種養(yǎng)類型，它通過智能灌溉系統(tǒng)，探尋節(jié)水、護(hù)水、增效的科學(xué)方法。
“在設(shè)計(jì)上，整個園區(qū)是一個封閉式的儲存灌溉內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，能避免灌溉用水外溢到河道。”徐銀忠?guī)覀冏叩降咎镞叄@里用的是低壓管道灌溉，只見多條水管均勻分布在田間，水流通過管道灌溉到每一片水稻。徐銀忠輕點(diǎn)手機(jī)上的按鈕調(diào)節(jié)，管道口的水流立即變小了，再點(diǎn)開施肥界面，還能精細(xì)分配各類養(yǎng)分的補(bǔ)給濃度。
智能灌溉除了能夠節(jié)約用水、保護(hù)水環(huán)境，也能大大提高經(jīng)濟(jì)效益。回到示范區(qū)“大腦”，徐銀忠點(diǎn)開大屏幕上的水稻用水?dāng)?shù)據(jù)，給我們算了一筆賬：采用傳統(tǒng)大水漫灌的方式，洛舍地區(qū)一季水稻每畝所需灌溉用水達(dá)450噸，而采用智能灌溉模式，每畝僅需350噸。以園區(qū)種植的60畝“南梗46”水稻為例，每年至少節(jié)水6000噸。同時，土壤養(yǎng)分傳感器能夠自動測量土壤的PH值及氮、磷、鉀含量，工作人員根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)就可以知道何時施肥及施肥量。精準(zhǔn)施肥不僅可以節(jié)省肥料支出，而且可以減少殘留，每年減少化肥用量約28%。
我們看到蔬菜種植區(qū)，大片綠油油的生菜長勢喜人，種植蔬菜的管道被一片綠葉包裹。高效的滴灌和噴灌技術(shù)，讓生菜的生長周期縮短了三分之一。同樣，不遠(yuǎn)處，一串串紅彤彤的小番茄垂掛下來，新型灌溉讓瓜果的年產(chǎn)量，由原來的217.6千克/畝提升至495.8千克/畝。
縱覽整個園區(qū)，智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)不僅大幅提高了水資源的利用率，同時也改變了傳統(tǒng)的農(nóng)田管理模式，提升生產(chǎn)效率，降低作業(yè)成本。徐銀忠介紹，智能灌溉使人均農(nóng)田灌溉面積由原來的45畝提高到了300畝。
江南種起芒果樹
節(jié)水灌溉模板可復(fù)制到全國
在園區(qū)，我們驚喜地看到，芒果樹、仙人掌也在江南水鄉(xiāng)茁壯成長。徐銀忠介紹，節(jié)水灌溉示范園區(qū)不僅在研究江南水鄉(xiāng)的智能灌溉系統(tǒng)，同時也在探索國內(nèi)6種不同地區(qū)氣候條件下不同植物類型的智能灌溉解決方案。在他的指引下，我們參觀了玻璃陽光房內(nèi)一片片不同種類的作物，原來這里是一個集合多種植物、多樣氣候、多種灌溉和栽培模式的實(shí)驗(yàn)室，讓不同區(qū)域的多種植物住在了一個“房子”里。
陽光房內(nèi)種植面積******的是熱帶植物。“我們通過特殊的燈光和噴灌系統(tǒng)模擬熱帶地區(qū)的氣候條件，種植的是番木瓜、檸檬等熱帶水果。”徐銀忠邊走邊介紹，“你看，這里安裝了光照燈、噴灌設(shè)備等設(shè)施，能控制這片區(qū)域的光照強(qiáng)度和土壤濕度。”再往里走，眼前出現(xiàn)一片小小的“沙漠”，種植著大片仙人掌等植物……陽光房內(nèi)共有6種不同的氣候條件場景，分別采用不同的栽培模式、灌溉模式進(jìn)行研究。同時,這里還是節(jié)水灌溉理念教育、節(jié)水灌溉技術(shù)展示的科普基地。
實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如何最終成為可在不同地區(qū)復(fù)制推廣的節(jié)水灌溉模式？回到大屏幕前，徐銀忠略顯神秘地說:“玄機(jī)仍在這里。”
點(diǎn)開大屏，徐銀忠介紹，這里搜集了園區(qū)每一類植物的全生命周期數(shù)據(jù)。他調(diào)出一組水稻的數(shù)據(jù)：泡田期、返青期等不同階段適宜的灌溉水位、溫度、總灌溉水量等數(shù)據(jù)都被一一記錄下來。智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的核心功能是將眾多作物的生長數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象參數(shù)等進(jìn)行綜合分析，疊加農(nóng)業(yè)專家的寶貴經(jīng)驗(yàn)，形成數(shù)學(xué)模型和灌溉方案，然后通過互聯(lián)網(wǎng)將方案自動下載到智能水肥一體化管理設(shè)備，由設(shè)備自動控制進(jìn)行定量灌溉和施肥。同時，通過種植結(jié)果的反饋，系統(tǒng)能持續(xù)對專家模型和方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)可復(fù)制可推廣。
“這是數(shù)字經(jīng)濟(jì)范疇下，用數(shù)字化重組方式對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行變革和升級的典型應(yīng)用之一。”德清縣水利局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，通過先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品質(zhì)高效、省工省料、增產(chǎn)增收，進(jìn)而大幅提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)營效率并優(yōu)化資源配置效率。