喷灌机在我国的适用范围_技术优点

　　中国是贫水国之一，水资源时空分布极不均匀，在农业生产中发展节水灌溉成为当务之急。我国灌溉的区域特点鲜明。南方以渠道防渗为主，占79%；西北以微灌为主、灌区田间渠道防渗为辅，占85%；华北以管灌为主，占69%；东北以喷灌为主，占48%。截至2017年，我国全国灌溉面积110934万亩，其中节水灌溉面积51478万亩，占全国灌溉面积46.4%。喷灌面积从2007年的4315万亩增加到2017年的6416万亩，增加1.49倍，同期微灌面积从1465万亩增加到9425万亩，增加6.43倍。喷灌亩占节水灌溉面积13.0%，占全国灌溉面积5.8%。

　　喷灌机发展历史

　　我国大型喷灌机发展应用始于1976年，已经历四个阶段。其中，1976年-1978年为起步阶段，1979年-1986年为引进和关键部件攻关阶段，1987年-1997年为完善提高、稳妥推广阶段，1998年至今为技术创新和产业化阶段。在2009年以前，国内大型喷灌机市场需求量相对较小。从2010年开始，市场需求呈快速增长趋势，2012年左右达到高潮，后又快速下降，现在处于发展平稳阶段。

　　喷灌机适用范围

　　大型喷灌机适合大田粮食作物、经济作物，适用于不同土质，对砂土和砂壤土更具***性。其对地块的要求不高，尤其是圆形喷灌机，爬坡角可达30%，无需平整地块。适合于集中连片地块，亩投资低，地块漏喷可以采用其他灌溉方式。大型喷灌机对水质要求较低，不用过滤或简单过滤即可使用。在施肥灌溉方面，可***实施喷灌水肥一体化，灌溉均匀度高。使用寿命可达20年以上。正是由于大型喷灌机自动化程度高，运行维护成本低，非常适应规模化、机械化、集约化、标准化的现代农业发展需求，所以这种产品逐渐在我国得到了推广应用。例如应用圆形喷灌机，内蒙古阿鲁科尔沁旗建成百万亩优质苜蓿生产基地，新疆昌吉州阜康市222团种植牧草、小麦等作物，宁夏吴忠市盐池县种植苜蓿，机组8跨、长度516m，控制面积1255亩；应用平移式喷灌机，宁波慈溪海涂进行了盐碱地改良，种植苜蓿、油菜等作物，机组长度900m，行走长度1500m，灌溉2050亩，新疆阿克苏农一师8团种植苜蓿、燕麦等作物，机组长度410m，行走长度910m，灌溉560亩。

　　喷灌机技术研究

　　国内开展大型喷灌机相关技术与产品研发的主要单位包括中国农业机械化科学研究院、中国农业大学、中国水利水电科学研究院、江苏大学、西北农林科技大学、中国农科院农田灌溉研究所等。近年来，国内科研单位取得的成果主要包括研发新产品，完善喷灌机型谱；研发低压喷头，优化喷头选型配置，提高喷灌均匀性；开展喷灌水肥一体化研究，形成典型作物喷灌施肥制度；研发无线控制和信息管控平台；开展变量灌溉和智能灌溉研究等。目前，我国已制定颁布多部大型喷灌机的技术标准，部分省市还出台了地方标准或技术规程。

　　喷灌机推广应用

　　目前国内自主品牌公司大型喷灌机生产企业有10家左右，生产配件企业10家左右，包括现代农装公司、天津沃达尔公司、安徽艾瑞德公司、河北华雨公司、大连银帆公司、大连雨林公司、德邦大为公司等。国外品牌企业中，美国维蒙特公司、美国林赛公司、美国瑞克公司、法国伊尔灌溉公司和奥地利保尔公司等均在国内生产，美国T-L公司和西班牙RKD公司在国内未设厂，只从事销售。目前，我国全国圆形和平移式喷灌机总保有量约1.8万台，灌溉面积约900万亩，约占喷灌面积的14%。大型喷灌机灌溉面积中，圆形喷灌机约占90%。灌溉作物主要是苜蓿、马铃薯、玉米、小麦、燕麦等。灌溉水取自于地下水或地表水，单井、多井汇合、沉淀水池、调节水池等均有使用。我国推广应用的圆形喷灌机整机长度多数在200-330m，跨数3-6跨居多，单台灌溉面积180-500亩；平移式喷灌机整机长度100-300m，跨数2-5跨居多，单台灌溉面积80-500亩；单跨长度有40、50、55、60m。国内企业销售情况基本相同，2012年***启动“东北节水增粮”行动，大型喷灌机出现爆发式增长，但然后又出现断崖式下降。2012年-2013年，大型喷灌机生产销售企业数曾达到40多家企业，后逐渐退出市场，目前趋于稳定。近三年，国内每年喷灌机需求量大致在1000台左右，国内企业开始转型，寻求国外市场，同时注重技术创新，提高产品质量。在市场环境方面，政策存在起伏和欠连续现象，加之当前土地流转率偏低，集中连片地块较少。在规划设计环节，有些企业和用户设计参数选取不当、水泵选型设计不合理，规划设计缺少技术论证，设备选型未引用产品标准。在建设实施环节，存在未因地制宜，对项目地的地形地貌、土壤、水资源、气候、种植作物等因素考虑不周全的工程技术问题，也存在产品质量问题。在运行管护环节，则有产权不明晰，与非集约化、小规模的生产经营方式冲突，培训不到位，售后跟不上等情况发生。以上情况制约了大型喷灌机在我国的推广应用。

　　研发创新

　　当前，大型喷灌机亟需完善产品型谱。低压喷头、输水管材质、输水管管径、跨高跨长、行走系统、地角臂系统等均需要个性化的配置，还应加快新材料、新技术、新工艺的应用。水肥一体化具有高产、优质、高效、生态、安全生产的特点，正在蓬勃发展当中。对于水肥一体化，大型喷灌机需采用比例施肥方式，要求施肥装置的工作流量稳定、***。不同于微灌系统和管道式喷灌系统，绝对不能使用压差式施肥方式。喷头选型配置要合理，工程规划设计要科学，提高喷灌施肥均匀性。加强农机农艺融合，开展田间试验，总结形成不同地区、典型作物的大型喷灌机条件下的水肥一体化技术模式。例如科研人员通过多年的大田试验，总结提出适合北京地区的冬小麦喷灌水肥一体化技术模式，即基肥施N、P2O5和K2O分别为68、172和90kg/hm2，冬灌灌水45mm，追肥尿素。远程控制技术也是大型喷灌机发展的重点。

　　利用计算机信息技术、物联网、传感器、无线通信、GPS/北斗定位等技术，实现平板电脑、智能手机终端的无线远程控制；机组灌溉运行参数、位置状态、作物生长、土壤墒情、气象环境等数据采用GPRS/3G/4G网络接入互联网，与云服务器进行数据交互，方便可靠。内蒙古阿鲁科尔沁旗某公司的127台圆形喷灌机实现了集群远程控制，仅由1-2人管理，大大降低人力、车辆、燃油和时间的投入，实时监控喷灌机工作状态，优化编制灌溉计划，提供机组作业时间、灌水量、用电量等数据报表，及时发现排除运行故障，减少灌水不及时对苜蓿生长的影响，提高了苜蓿产量和品质。大尺度农田地块存在地形地貌、土壤肥力、土壤质地等空间变异，传统均一水分管理模式会造成局部灌溉过量或不足，水肥利用率低，易出现径流和深层渗漏，造成环境污染等。变量灌溉可以充分挖掘每块土地的生产潜力，提高产量和水分生产效率；减少肥水损失，保护农田生态环境；确定管理分区，提出变量灌溉决策处方，自动控制喷头、电磁阀、机组行走速度等。总之，我国大型喷灌机的当务之急是开发产品，完善机组型谱；加强***化、智能化研究；拓宽用途，实现一机多用；科学选型，强化田间配套；农机农艺融合，形成技术模式；加强队伍建设，强化技术培训。