技术简介

该技术将圆形喷灌机控制面积划分为不同持水能力的地块，通过变量灌溉控制系统在每个地块内施用不同的水量实现了适时适量适位的分区变量灌溉管理。通过电信号中的采样定理将电磁阀脉冲周期设置为喷灌机行走时间和停止时间最大公约数的方法，有效降低了喷灌机间歇式行走与电磁阀脉冲式启闭的非耦合状态引起的灌水深度控制误差较大的国际难题。基于土壤含水率时间稳定性原理，提出了半干旱和半湿润气候条件下的变量灌溉处方图生成方法。

  

主要性能指标

1.变量灌溉管理区内径向平均灌水均匀系数为84%，周向平均灌水均匀系数为95%，满足规范要求。

2.利用该技术发明的电磁阀脉冲周期设置方法进行变量灌溉时，灌水深度控制误差最大降低 21%。

技术特色

1.适用范围：适用于提高灌溉水平的农田，可定量评估变量灌溉对喷灌机灌水深度和水量分布均匀性的影响，提出灌溉策略。

2.技术特点：根据喷灌机行走速度实时调整电磁阀脉冲周期，提高了变量水深控制精度；将土壤水分传感器网络布设在每个管理区内直接代表平均土壤含水率的点位，提高了土壤含水率测量精度；根据降雨预报和土壤水分信息制定变量灌溉制度，提高了决策精度。

3.应用成本：运维成本低。

典型案例

圆形喷灌机变量灌溉系统分别在河北省涿州市东城坊镇科技示范园和北京市顺义区赵全营镇得到了推广应用，这两个区域分别代表土壤质地变化较大的沙壤土区和粉壤土区，所用圆形喷灌机分别为3跨加悬臂和2跨加悬臂的类型，控制面积为92亩和69亩，实施了变量灌溉管理方法研究和效果验证等内容。经过近6年的应用，变量灌溉系统整体运行良好，与传统喷灌相比，冬小麦和夏玉米生长季内节水16%～40%，灌溉水利用效率提高4%～23%，冬小麦产量平均增加40公斤/亩，因为夏玉米生育期内降雨量较多，变量灌溉管理时夏玉米产量基本不增加。以水价0.16元/m3，冬小麦价格2.4元/公斤，每亩地每年节水30.4m3计算，与投资和运行费用增加值42元/亩/年相比，年纯效益增加58.8元/亩。如下为变量灌溉系统应用工程实例图。

案例2：肃宁县推广应用面积约10000亩。使用过程中，该灌溉设备不占地、不影响旋耕等农机作业，并与智能化设备、物联网等配套使用，相比传统灌溉模式，实现节水30%-50%、小麦玉米全年平均增产100-150公斤、节本增效200-300元。

推广应用情况

该技术在北京和河北等地得到推广应用，节水增产效果显著，且与应用区域土壤和气候条件密切相关。