“智慧灌溉+共享經濟”農業(yè)生產社會化服務模式探索

文/王謹，萊陽市農業(yè)技術推廣中心

1 引言

黨的十九大明確提出，農業(yè)農村農民問題是關系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農”問題作為全黨工作重中之重。要加快推進農業(yè)農村現代化，構建現代農業(yè)產業(yè)體系、生產體系、經營體系，完善農業(yè)支持保護制度，發(fā)展多種形式適度規(guī)模經營，培育新型農業(yè)經營主體，健全農業(yè)社會化服務體系，實現小農戶和現代農業(yè)發(fā)展有機銜接。

2 智慧灌溉系統需要解決的問題

2.1 針對作物需水特性建立灌溉方案

不同作物有不同的需水特性，在不同生長期需要的水量不同。作物在生長關鍵期，需水量也有最低限值，低于這個值的灌水量沒有效果。因此，智慧灌溉系統不僅需要確定作物需水關鍵時間節(jié)點，還需要建立灌溉水量的范圍，在實踐中要能夠結合供水量的多少有效調節(jié)灌溉的作業(yè)速度。智慧灌溉系統的實現還需要建立與方案相對應的田間監(jiān)測方法，并需要對灌溉關鍵時間節(jié)點的確認與是否達到作物最低需水量有一個監(jiān)測回饋，以便不斷優(yōu)化灌溉方案和提高冗余性。

2.2 提高實際應用能力

灌溉方法與制度是建立在一種作物與一個大范圍區(qū)域的基礎上，但在實際應用中會受到很多客觀因素的影響，因而需要提高智慧灌溉系統的應變能力，增加其可用性。例如，天氣變化與降水量多少的影響，包括在生育期降水量驟降或突升，如何動態(tài)調整系統灌水量；水源對灌溉的影響，遇到河水不足及井水出水量不足時，如何保證和解決灌溉水量達到作物最低需水量與作業(yè)整體時間跨度的問題；如何讓灌溉方案能夠及時適應水源不足與氣溫高熱帶來的不利影響；機械化設備灌溉中使用一些作物抗逆性物質的添加方法，如何用農藝措施配合智慧灌溉；如何在氣象條件與水源條件都好的時候，充分調節(jié)灌溉次數與農藝措施，運用智慧灌溉系統抓住機遇提高產量、獲取豐收。

2.3 通過灌溉系統獲取作業(yè)數據

與人工大水漫灌相比較，智慧灌溉的優(yōu)勢是在灌溉的同時可以持續(xù)采集作業(yè)數據。機械設備具有動力與控制系統，可以對灌溉系統進行升級改造，增加數據采集模塊，進而實現動態(tài)灌溉數據的獲取。首先，需要解決數據采集設備的電源供電問題，可以采用外掛電池對模塊供電。其次，需要注意數據采集及工控模塊對灌溉設備作業(yè)發(fā)出指令的過程涉及的數據格式轉變。智慧灌溉決策系統與單臺設備的工控如PLC主機之間的通信傳輸系統，可以參考三維力控組態(tài)軟件系統。再次，需要能夠實現數據的及時發(fā)送功能，需要在控制系統上加設無線發(fā)送模塊，實現數據的實時傳輸。在數據采集方面，需要采集包括灌溉區(qū)域、行走路線、灌溉開始時間、灌溉結束時間、灌溉水量、灌溉中停機及異常情況等信息。此外，還可以針對作業(yè)區(qū)域，布置相關氣象站采集降水量、氣溫、濕度、日照時間等數據，配合智慧灌溉系統獲取的數據一同供決策人員使用，進一步優(yōu)化灌溉方案。

2.4 智慧灌溉系統決策邏輯關系分析

智慧灌溉決策系統需要梳理出一系列相關邏輯，本研究認為其基礎邏輯主要包括3對關系。首先，解決已有灌溉數據與作物各生長期土壤含水量的動態(tài)耦合。不同灌溉作業(yè)區(qū)域的土壤情況差別較大，參考已有灌溉數據結合實際土壤情況獲取相關作業(yè)灌溉水量，提高灌溉作業(yè)準確性與機械灌溉速度，減少水資源浪費與作業(yè)費用。其次，解決灌溉時間節(jié)點與作物實際生長期匹配的邏輯關系。灌溉要選擇在植物特定生長節(jié)點才能最大程度地提升水分利用率。機械化灌溉與傳統大水漫灌的主要區(qū)別之一就是作業(yè)面積擴大，作業(yè)時間在5～7d，如何根據作物實際生長狀況與作物關鍵需水期進行匹配需要不斷用數據來修正。再次，還需要建立其他農藝手段與作物生長、增產、抗逆途徑的耦合。灌溉過程中既可以實現水肥藥一體化，也可以對作物生長進行有效干預，提高作物產量與抗逆性，實現一次澆水完成多項農藝措施的目的。特別是因缺少水源、不利天氣、操作經驗缺失等造成的作物減產，運用“灌溉+其他營養(yǎng)因子”的使用來降低甚至規(guī)避風險，將是智慧灌溉系統的一個顯著優(yōu)勢。

3 智慧灌溉系統與共享經濟相耦合

3.1 提升灌溉業(yè)務服務能力

智慧灌溉系統通過布局在農業(yè)生產地塊上的灌溉設備的數據交互，使農業(yè)專家的灌溉成果參與到農業(yè)生產中，并促使共享經濟中的農業(yè)社會化服務主體與村里合伙人在田間地頭進行應用示范。智慧灌溉系統能充分發(fā)揮雙方積極性，使科研與生產一體化，生產反饋科研，科研指導生產，進一步助推農業(yè)科技成果轉化和提升。由過去農民自己負責生產變?yōu)槎喾矫婊庸餐岣吖喔人剑ㄟ^互動帶動創(chuàng)新成果應用，讓研究成果真正用于實踐。通過智慧灌溉與共享經濟融合，使以往農戶根據個人經驗種地的生產方式轉變?yōu)橐怨喔葹橹骶€、從播種到收獲的時間跨度來思考種植管理，從而實現多種農事種植管理業(yè)務能力和水平的提升。如：智慧灌溉是實現水肥一體化農業(yè)技術落地的有效途徑；機械化灌溉可實現農業(yè)生產全流程機械化，讓勞動力徹底得到解放，農民工不再需要在每年的作物灌溉季節(jié)返鄉(xiāng)澆地。

3.2 帶動社會資本投入

共享經濟運作方式將過去自行購買的模式變?yōu)楣餐度搿⒐矒L險、共享收益的合作經營模式。轉變過去農業(yè)服務主體由個人投資的局面，也避免了由于技術不到位、產品有瑕疵、業(yè)務水平低造成的農業(yè)服務主體參與機械化灌溉作業(yè)服務積極性的波動。目前，我國灌溉市場尚屬空白，要快速發(fā)展機械化灌溉與節(jié)水農業(yè)生產方式，不能單純依靠政府、個人投入，迫切需要一種行之有效的機制撬動社會資本投入。智慧灌溉系統提供相關作業(yè)數據，可有效降低農業(yè)生產中的信息不對稱性；在國家城鄉(xiāng)一體化建設進程與普惠金融的大背景下，可為城市的投資者提供灌溉系統建設投資信貸與運營管理數據，吸引更多的人（主體）參與進來；充分調動社會資本參與，加快農業(yè)社會化服務事業(yè)的布局。

4 結語

隨著國家的發(fā)展，農業(yè)的進步也是必然的。本文以智慧灌溉系統需要解決的問題和智慧灌溉系統與共享經濟相耦合進行分析。