一、新疆大田滴灌自动化发展背景

新疆地处内陆干旱区，水资源相对贫乏，农业生产全靠灌溉，是我国棉花、林果、畜牧业的主产区，农业是新疆经济的支柱产业，传统大水漫灌方式导致的费水、低产、低效及农田次生盐碱化问题普遍存在。因此，大力发展节水灌溉技术及配套农艺栽培技术的研究及推广，加强节水灌溉企业的技术创新及科技成果的工程化和产业化能力是缓解新疆水资源紧缺、保证农业可持续发展和促进边疆社会经济稳定发展的重要措施。

1、新疆大田滴灌技术的快速发展为推广自动化技术奠定了市场基础。

新疆的农业节水灌溉经历了从大水漫灌到沟畦灌，再从喷灌到膜下滴灌的三个阶段，走出了一条借鉴和自主创新相结合的节水灌溉发展之路，已成为我国在大田农业生产中应用节水滴灌技术范围最广、面积最大、发展最快的地区之一，成为我国农业节水滴灌的技术应用的样板。从1999 年起，新疆兵团先后出台了相关的政策，推动了膜下滴灌技术的大面积推广，产生了显著的经济、社会和生态效益。在兵团的示范及推广下，新疆自治区也对高效节水灌溉工程给予了政策和资金支持。2008年自治区党委、政府确定了“每年完成农业高效节水灌溉面积300万亩以上，至2020年全区农业高效节水面积累计4300万亩以上”的目标；2009-2012年间仅自治区财政用于高效节水建设的资金就高达26.4亿元，带动社会资金投入120亿元，发展高效节水面积1536万亩。到2013年新疆农业高效节水灌溉面积达3770万亩以上，其中滴灌面积占90％以上。根据新疆维吾尔自治区水利“十二五”规划，“十二五”期间，新疆将投资1311亿元用于发展水利事业，是“十一五”规划总投资的4.33倍。这些政策的出台为我区节水灌溉产业发展提供了有利的政策背景和广阔的市场空间。

2、新疆各种大田作物全面应用滴灌技术栽培为自动化推广奠定了农艺基础。

新疆从大田棉花应用膜下滴灌试点开始，逐步开展不同区域、各种作物滴灌技术应用研究，先后制定了9种作物水肥管理地方标准，作物也由棉花等大田经济作物逐步扩展到粮食作物。2013年，新疆滴灌玉米种植面积为276.7万亩、滴灌小麦为183.1万亩。滴灌玉米增产38.7%，节水35.7%，收益增加247.69元/亩；滴灌小麦平均单产为570公斤，增产32%，节水40%，收入提高200元/亩。2013年，兵团奇台农场滴灌玉米最高单产为1511.74公斤/亩；2009年，新疆石河子市148团7连滴灌春小麦160亩单产实收806公斤/亩。水稻膜下滴灌栽培技术经新疆天业十年研究获得重大突破。该技术突破了传统种植水稻的“水作”方式，全生育期无水层、不起垄，实现了水稻铺管、铺膜、精量播种一体机械作业有机结合，灌溉用水从2000m3/亩下降到700m3/亩，节水65%，2012年经兵团组织专家现场鉴定亩产亩产达到836.9公斤，达到国内领先水平。

3、滴灌系统朝着规模化、集约化、标准化、信息化的方向发展是必然趋势。

大田膜下滴灌技术作为一项先进的灌水技术，它成为现代化农业的技术平台，精准播种、精准施肥等技术也开始得到广泛应用，有效提升了新疆农业生产现代化水平，使新疆农业整体处于国内领先水平。滴灌技术实现了精准（精准播种、精准灌水、精准施肥等）、高效（劳动效率高、增产幅度大）、节约（节水、节能、节地、节肥等）、环保（环境友好、盐渍土改良利用等）、易控（机械化、自动化、集约化），也促进我国农业向规模化、集约化、标准化、信息化方向发展；这将是实现干旱区大田作物农业现代化的必由之路，其发展前景异常广阔。

二、新疆大田自动化滴灌的发展与应用概况

2003年，兵团第七师130团率先在大田棉花上开发和应用了智能化滴灌控制，并于2004年和2005年逐步提高完善，这套系统将滴灌技术、土壤水分检测技术和农业生产时间经验结合起来，利用移动通讯GSM网络实现了精准农业灌溉。2005年，第一师3团建成3万亩棉田滴灌自动化控制系统，由团场自主设计、联合研发的棉田膜下自动化滴灌智能化分析决策系统，以其节水、省劳力、自动化程度高、分析决策准确等因素荣获2006年国家信息产业部颁发的“优秀项目奖”， 通过3团的示范带动效应，第一师已经建立起包含3团、6团、8团、11团、13团、14团、15团、南口农场在内的统一的管理平台，为今后向全兵团扩展打下了良好的基础。兵团第八师从2006年开始在148团首期建设滴灌自动化1880亩，每亩补助1000元，其后在145团、149团、150团陆续开始建设自动化滴灌系统，每亩补助300元，截止2013年，共建设4.5万亩。目前，全兵团共建设大田自动化滴灌面积约40万亩，实际在用约17万亩，主要集中在第一师、第七师、第八师，2012年兵团《关于加快兵团水利改革发展的意见》提出，到2015年兵团要建成高效节水自动控制灌溉信息化工程面积100万亩。

据不完全统计，全疆已建成大田自动化滴灌面积约60万亩，每年新增约15-20万亩，应用作物主要在棉花、加工番茄和果树上，近两年在玉米、小麦等大田粮食作物上也开始应用。以棉花为例，与常规灌溉相比，节水11.8%，氮肥利用率达到56.5%，磷肥利用率达到21.8%，灌水均匀度提高到94.3%，农工管理面积增加到150～200亩，劳动生产率提高1.45倍，棉花增产10.3%以上。

三、新疆大田自动化滴灌应用存在的问题

1、系统造价仍然偏高，缺乏专用灌水器配套。

滴灌自动化经过近十年的发展从亩投入上千元已经降低到目前三四百元，产品也从国外进口发展为国产为主，但系统造价目前仍然偏高，还有较大的降价空间。主要是系统本身的硬件投入，如性能稳定的电磁阀多为国外产品，价格较高；其次，缺乏配套自动化滴灌系统使用的小流量大流道抗堵滴灌带，普遍使用的是1.38L/h以上的滴头流量，易堵塞，灌水小区小，田间电磁阀的使用量大是造成滴灌自动化成本高的主要原因。

2、系统设备质量和可靠性差。

目前，各企业生产的滴灌带的合格率较低，近3年的平均合格率为64%，2011年合格率仅为53%。目前现有的滴灌系统或多或少的存在低压运行状态，一旦实行自动化灌溉，整个系统处于正常的压力下，地面设备包括一些连接管件的质量问题就会暴露出来，损坏和漏水情况加重。很多用户可能误认为是自动化系统带来的问题，这样会给滴灌自动化的推广造成负面影响。

3、农用滴灌电磁阀缺乏相应标准。

直接从国外引进的灌溉自动化系统产品没有针对农用水质进行专业性开发和改进，在功能上不能完全满足国内农户的个性化需求。国内自主研发的产品由于公司规模、研发能力等限制其产品性能良莠不齐，缺乏标准化对其规范，不同厂家的灌溉自动化系统不能实现信息共享，导致产品在更新和安装方面不能统一，给用户造成了很大的麻烦。

4、自动化设备的管理、使用和维护问题。

目前很多自动化系统的管理者、使用者和维护者没有得到很好的培训，对设备的性能、特点和日常维护不甚了解，操作、维护不熟练。每年重复的拆卸和安装工作，加上保管不善造成设备损坏、零部件丢失现象严重。这些问题如果由供货商承担责任会使得供货商不堪重负，供货服务不及时会造成设备利用率下降。

5、自动化系统配置实用性问题。

一方面供货商抱着多卖设备的心理向用户推荐“最先进”、“最全面”的自动化系统，使用户购进了一些不太实用的设备。另一方面，自动化控制系统在规划设计和应用管理中缺乏与农艺技术的有机结合，造成很多系统的增产效果不理想。前期给用户描绘出理想的状态，实施后用户又觉得与期望值相差较大，从而对其失去信心，影响推广速度。目前除田间阀门控制以外，只有利用土壤湿度信息进行辅助决策具有一定的实用价值，其它仅限于科研使用和示范，不宜大量在大田内使用。

6、国内节水灌溉企业技术创新能力弱，缺乏相应企业等级认证。

随着节水产业的快速发展，行业内竞争日趋激烈，部分企业单纯追求市场竞争，而没有把提供优质产品、满足市场需求作为终极目标，企业的技术创新力量薄弱，不能进行技术、人才、资金、信息等各类资源的整合，导致开发出的产品是原有产品的简单延伸，不能实现产品的升级换代。目前，因节水灌溉行业没有水利部及相关权威部门的标准，在节水灌溉工程招标中大多采用建设部颁发的水利工程总承包资质作为招标投标资质要求，导致在项目招标过程中，一些地方小企业、建筑工程等其非灌溉行业的施工企业，甚至没有节水灌溉工程施工能力和经验的企业参与投标并中标，对高效节水灌溉工程的质量及实施效果有较大影响，同时工程维护及售后服务无法保障。

四、新疆大田自动化滴灌技术发展对策

1、加快以用户为中心自动化滴灌系统模式的开发，完善和制定相应技术标准。

过去的滴灌设计往往偏重于考虑水利可用性，往往造成滴灌系统适应性差、管理不方便。以用户为中心的设计理念就是要考虑农业生产实际管理的需要，把自动化系统作为一个重要手段加以考虑，使农业生产管理具有较强的灵活性和适应性。由于在整个自控系统一次性投资中，控制站、电磁阀所占比例较高，所以在设计时首先应尽量减少控制站，使单站控制面积较为经济；同时在考虑系统运行方案时，应考虑系统总流量及灌水小区，减小各级管道设计直径，提高输水管网的利用率，降低管网造价。同时，尽快制定和完善大田滴灌自动化设计、滴灌农用电磁阀、控制系统等相应的标准或技术条件。

2、加快自动化专用灌水器的研究和产品的升级换代。

目前我国自动化滴灌技术已相对成熟，大部分设备、材料都已实现国产化，亩均造价大幅降低，初步具备大规模应用的条件。要着力实现相应的自动化设备的本地低成本生产，一方面可以更好地满足市场的需要，另一方面使服务会更加快捷方便。特别是使用者越来越趋向于普通农户，因此灌溉自动化的操作方式要向直观、简洁、实用的方向发展，推广便于农户看得懂、会使用的操作界面。在配套产品研发上，今后应重点推广低压补偿式滴灌带、小流量高抗堵滴灌带、高效能水泵、低能耗过滤器、大管径低压系列管材等。

3、加快智能化决策系统及控制系统的研发。

现阶段的灌溉信息化建设以实现灌溉自动化为主, 应留有接收和执行智能化决策信息的接口和能力。加大农学、水利、信息化的专家对智能决策系统的研发力度, 取得成果后为自动控制系统提供决策数据，形成自动化推动智能化促进自动化的良性循环。

4、加大对节水设备市场的管理和抬高市场门槛，制定相应政策。

将产品认证作为节水灌溉建设采购相关产品的必备条件，逐渐将简陋、低水平的家庭式、作坊式企业摒弃出节水市场。逐步扩大节水灌溉自动化技术在各种大田作物上的推广应用，政府在推广过程中给予相应的补贴政策。

5、企业营销模式及服务体系的转变和升级。

随着大田滴灌自动控制灌溉的推广，营销模式将发生较大的变化，可在现有以滴灌系统为销售单位的基础上附加专家信息系统服务，充分体现了“产品加技术”打包销售的理念，通过采集反馈的信息在专家信息服务平台上进行系统分析决策，在网上对用户进行服务。

6、加强对基层农户的宣传和培训。

在常规滴灌模式下，灌水量和施肥都具有随意性和主观性，而进行自动化滴灌就要按设计的轮灌制度及作物本身的需求量进行，轮灌制度的执行刚性化了，这种管理方式的转变，一般农户和基层管理者都不愿意接受这种监督和控制，这种矛盾突出暴露出来，许多地方就演变成了手动控制或废弃掉。这就需要加强用户培训，提高认识，协调滴灌设计系统和生产管理的关系，提高轮灌制度设计水平，将管理模式与自动化系统有机统一，充分发挥自动化滴灌系统的优势和潜力。