日光温室的变量智慧灌溉：实现宜机栽培“大智慧”管理
转自：中国科技网
科技日报记者马爱平
“这种宜机化日光温室的变量智慧灌溉应用场景（以下简称变量智慧灌溉场景），实现了宜机栽培下的‘大智慧’管理！”日前，由北京市农林科学院智能装备技术研究中心组织的“北京智慧农业场景建设宜机化日光温室水肥分区变量精准灌溉技术现场观摩交流会”在昌平区小汤山镇国家精准农业研究示范基地举行。在基地的15号日光温室中，北京市农林科学院智能装备技术研究中心副主任郑文刚在介绍该中心智慧节水技术团队（以下简称智慧节水技术团队）取得的最新成果时如是说。
“该场景通过机械化与数字化赋能，替代了传统人力、传统水肥管理方式等，实现了机械化、信息化和绿色化生产的协同提升，是设施农业新质生产力的生动呈现。”郑文刚说。
变量智慧灌溉场景正是由一支平均年龄33岁的年轻智慧节水技术团队研发而成。
这支团队利用物联网、云计算、人工智能等新兴技术，重点围绕“需水感知—灌溉决策—用水调控”关键环节，以提高水分利用效率为核心，开展智慧灌溉系统科学研究、装备研发及集成应用模式构建等工作，为设施、大田、果园等农业生产提供用得起、用得上、用得好的智慧应用场景——变量智慧灌溉场景。
据团队负责人、北京市农林科学院智能装备技术研究中心副研究员张钟莉莉介绍，设施农业是北京都市型农业的重要组成部分，但设施种植业作为劳动密集型产业，面临设施劳动力短缺的问题，发展机械化、信息化是现代农业的重要发展方向。传统日光温室主栽方式以南北垄向为主，存在垄向短、畦数多等特点，造成了农机作业“地难下、边难耕、头难掉”的现实问题。
近些年，我国大力发展了东西垄向的宜机化栽培模式，大幅度提高机械化作业水平达到70%左右，但随着种植垄向的改变，作物生长的光热气环境也发生了变化，传统的水肥管理模式无法适用。
“我们团队研发的变量智慧灌溉场景，引入了大田的变量灌溉思路，构建了基于累计光辐射值作为触发信号，分田畦为单位的分区变量水肥管理方法，让温室里每一棵作物得到按需按量浇水施肥，以保障他们在茁壮成长的同时，实现水肥高效利用，整个环节配套团队自主研发的信息化测控装备，让农民们在家里用手机就能实现生产的精细化管理。”张钟莉莉说。
眼下，这个日光温室东西垄栽培的番茄正处采收期。张钟莉莉介绍，变量智慧灌溉场景集成应用了该团队自主研发的多模态物联网监测技术、分区变量精准灌溉技术及基于边缘计算的智慧管控装备等，可实现番茄动态生长过程的水肥智慧化按需供给，已成为北京智慧城市场景建设的10大农业专项场景之一。
在温室里，团队高级农艺师李友丽正在操作手机，实现水肥的自动化管控。“变量智慧灌溉场景整套变量智慧灌溉技术模式应用，所需传感器、控制器、数传水表及电磁阀的成本投入约1000元/年。”李友丽介绍，“我们当前两年试验数据显示，生菜、番茄栽培实现节水10%以上、增产5%—10%、水分生产效率提高15%以上，人工投入降低至少12个/年，综合经济效益可以提高2000元/亩以上，已经在京津冀等多地推广应用”。
（北京市农林科学院智能装备技术研究中心智慧节水技术团队供图）