高效精准灌溉不仅是保障水资源高效利用与粮食稳产增产的关键支撑,更是推动农业现代化与实现高水平科技自立自强的重要技术路径。面对农业用水占比高、灌溉装备效率偏低、灌水施肥精度不足等长期制约农业生产的问题。
传统灌溉装备研发长期依赖经验公式与物理样机试错,周期长、适配性差。该研究构建的智能优化设计平台、参数化流道匹配系统、数字孪生管控平台等技术集群,完成了灌溉装备研发范式从“试错驱动”向“数据驱动”的跃升。这不仅缩短了研发周期,还使装备性能的持续迭代成为可能,为农业装备“软件定义硬件”的智能化转型提供了范本。
长期以来,农业精准作业被量化为传感器部署与变量执行。该研究将“精准”贯穿于从泵站提水到田间施肥的全流程,通过数字孪生平台实现“水源—管网—田间—作物”的动态耦合。这种全链条精准观体现了真正的精准灌溉:不仅让设备更聪明,更让水、肥、地、种、机在同一个数字框架下协同对话。
该研究还重塑了对农业装备技术属性的认知。灌溉泵、喷灌机等常被视为成熟技术,创新空间非常有限。然而,该研究显示,双向流道泵装置效率突破78%、水涡轮效率提升10.9%、固体肥浓度控制精度达94.4%,这系列关键技术突破有力证明:即便在看似成熟的领域,仍有较大技术潜力。过去几十年,我国灌区建设以渠系配套、建筑物更新为主,装备往往被视为配套附属。但该研究以泵装置效率跃升、喷灌机智能化、施肥装置精准化为突破口,使装备成为灌区效能提升的核心变量,其研究路径表明灌溉装备技术已成为突破农业节水增效“最后半公里”的关键抓手。
将来,当水从泵站出发,穿越管道、喷头、土壤,最终抵达作物根系时,它携带的已不仅是水,还有数据、算法与决策。这或许正是我国农业现代化应有的范式:不是用更猛的水浇地,而是用更巧的方式润田。(改编自科技日报)