新疆：水肥药一体化智能设备让棉花种植管理精准高效

随着农业机械化、智能化程度的不断提高，种棉花也成了具有科技含量的“精细活”，智能化灌溉方式可否让新疆的棉花种植管理更精准高效？

2月28日，来自新疆农业科学院经济作物研究所的一项试验结果可以为证。这项被称为“绿洲覆膜滴灌棉田水肥药一体化技术的研究与集成示范”的项目，筛选出了两种棉花规模化种植的灌溉、施肥、施药装备。

在阿克苏地区阿瓦提县350亩示范基地的试验表明，采用水肥药高效一体化灌溉技术可以使化肥、农药的减施量均达到25%左右、使肥料的利用率提升12%、化学农药利用率提升8%以上，棉花平均增产3%。

近年来，新疆棉花生产面临水资源短缺、生产成本过高、劳动力短缺等问题。而提高水肥资源的利用效率、简化劳动工序、降低成本是实现新疆棉花提质增效、绿色发展的根本出路。

2017年，林涛及其团队申请并实施了自治区科技厅区域协同创新专项（科技援疆计划）“棉田水肥药高效一体化技术与装备的引进及集成示范”，项目引进了涡度相关技术及设备、肥药智能精确配比机械及控制设备，结合新疆棉区现有灌溉制度、水肥管理需求、产量形成规律、病虫草害发生特点等要素，开展了棉花水肥药一体化技术与装备的引进及集成示范的相关研究。

水肥药高效一体化技术及装备是一种将信息化技术、智能装备技术与农艺技术有机结合，以水分作为肥药的载体，通过灌溉系统将肥液、药液和灌溉水均匀、准确地输送到作物的根部土壤，然后把水分、养分、药物按照作物全生育周期的需求进行设计，定量、定时按比例直接提供给作物，以提高灌溉、施肥、施药精度，实现省水、省肥、省药、省工的智能化棉花生产管理方法。目前，该技术在荷兰、以色列、美国和日本等一些国家得到普及，在我国设施农业生产技术与配套装备方面均形成了完整的体系，而在大田作物种植方面的应用还属于尝试阶段。

研究团队通过引进涡度相关设备对覆膜棉田生育期内的水分分布特点、蒸发潜力、实际蒸散量、作物需水系数等关键灌溉指标进行了量化，提高了棉田耗水的监测精度和监测频率，提升了灌溉决策的准确性。为了优化提高棉田田间水分分布的均匀性，科研人员利用压力补偿滴灌带和滴灌管网，来提升滴灌灌溉的均匀度。通过研究棉花的长势、需水需肥规律以及病虫草害发生规律以及灌溉、施肥、施药装备运行特点的研究，优化了水、肥、药在根区的分布，明确了水、肥、药用量、投入时序等关键参数，进一步提高水、肥、药在根区的配比均匀度。

林涛及其团队通过对引进技术和装备的集成和改造，最终筛选出了两种棉花规模化种植的灌溉、施肥、施药装备。一种是适用于较大棉田的棉田PLC（可编程逻辑控制器）主动灌溉施肥施药机，另一种是适用于小型棉田的经济型被动灌溉施肥施药机。这些装备可以将智能施肥系统与滴灌设施相结合，根据参数设定进行滴灌灌溉，实现以水带肥带药、肥药随水走、液态滴灌肥与滴灌水一同滴入农作物根部，自动完成全套的灌溉、施肥与施药过程。