出品：科普中國
製作：呂謀超（中國農業科學院農田灌溉研究所）
監製：中國科學院計算機網路資訊中心
為保證國家的口糧、食品安全，促進鄉村振興和綠色發展，國家正在積極推動高標準農田建設、高效節水建設和灌區現代化建設與改造。發展低能耗、高質量、多功能、方便管理的智慧灌溉，將是節水灌溉行業未來的方向。
圖片來源：Veer相簿
在各地高標準農田、灌區改造、高效節水專案中，雖已經建設了一些工程，但當前發展極不均衡，仍存在技術設計不合理、施工監管不到位、採用裝置質量參差不齊、後續執行維護費用不足等問題。
因此，需要從技術、裝置上規範灌溉產業的自動化、智慧化，讓企業與政府一同合力發展。
灌溉產業技術向自動化、智慧化發展
科學家們在技術上不斷創新，促進了節水灌溉朝著精準化、自動化、智慧化方向發展。
例如，整合訊號傳輸技術、控制技術，創制完善灌溉決策控制理論與技術；促進以糧食、棉花、油菜、茶葉、果樹等大田作物和蔬菜、花卉、食用菌等設施園藝作物等產業，發展不同生態型別區的節水灌溉智慧化技術模式。
最佳化首部、管道、過濾器、電磁閥、配水器等關鍵部件，應用工程控制技術和資訊管理技術，開展整合創新，形成多要素一體化的智慧灌溉技術系統，實現水、肥、藥智慧化精準施用。
在河南新鄉，中國農業科學院農田灌溉研究所開發了智慧灌溉管理雲平臺，將土壤墒情感測器、水肥一體化機、作物需水需肥知識庫、灌溉決策模型、天氣預報、GIS、影片監測、農事記錄、資料統計分析與視覺化等有機融合。
利用高效灌溉工程技術，該平臺實現了從水源到田間、從土壤到作物的全過程水情監測和智慧化水肥管理。該平臺已經在河南省信陽部分茶園、河北省阜平縣自動化灌溉工程等地得到應用。
智慧灌溉水肥一體化系統（圖片來源：灌溉所蔡九茂製作）
多技術融合發展助力節水灌溉
除了技術創新方面，現代化的高效節水灌溉需要精準灌溉專用裝置，也需要應用新材料、新技術、新工藝，研發新裝置或解決卡脖子的技術難題。
節水灌溉裝置涉及的範圍很大，有不少是通用的建築材料和機電裝置，也有一定的專用裝置，需要根據市場行業需求和整體技術的進步來研發。
多學科交叉融合是創制這些專用裝置的重要方法，如創制一批高效能、高可靠性的水、土、肥、氣、藥、作物的訊號採集裝備、終端控制裝置；結合新材料、新工藝，提高噴頭旋轉部件的耐久性、補償式灌水器彈性膜的耐老化性、精準控制閥門的可靠性。
還需應用新技術，改善長流道灌水器的結構，解決管網與灌水器的泥沙沉積堵塞問題；運用大資料和資訊化手段，研發空天地一體的監測與預報技術，創制實時線上監測水肥濃度的電子裝置以及水肥耦合的精準灌溉施肥制度等。
灌區是我國糧食作物生產的主戰場、也是保障口糧安全的重要保障，利用先進的資訊科技、工程技術，實施灌區田間精準灌溉、渠系精準量測及用水全過程最佳化管理，構建灌區智慧用水決策服務平臺和生態灌區建設評價指標體系，可提升灌區節水灌溉工程的效益，提高灌區水資源的利用效率，促進灌區綠色可持續發展。
甘肅省榆中縣三電灌區自動量水設施（圖片來源：作者）
多方主體齊使勁
我國地域廣闊，各地自然條件和經濟條件差異較大，有關節水灌溉裝置產品類別、檔次多元化的趨勢明顯，這種多元化需求為材料裝置產業提供了更為廣闊的發展空間。節水灌溉的發展離不開技術與裝置，更離不開背後的生產者和管理者。
企業目前正成為產品裝置創制、規模化生產、節水灌溉工程建設的主體。企業能夠聯合高校科研單位技術力量，成立各類協會、聯盟、創新中心、研發中心等社會組織，在節水灌溉產業發展中日益發揮重要作用。
土地流轉速度的加快，為節水灌溉發展帶來了新的機遇。勞動力價格的提升與農業灌溉用水量的短缺，使得節水灌溉省工節水的優勢得到更廣泛的重視；土地託管等規模化集約經營模式也助推了節水灌溉技術的應用。
現代化灌溉裝置（圖片來源：中國農業科學院農田灌溉研究所）
政府主管部門在節水灌溉工程建設過程中，應建立建全有關質量認證工作，更加重視市場投融資機制，以及工程建成後的執行管理維護機制的構建、評估，提高政府、社會資金的使用效率，保障節水灌溉工程社會環境效益的實現，引導企業公平競爭。
同時，企業也要加強行業自律，做到規範生產、規範施工，避免不公平競爭造成低劣產品充斥市場，優質不能優價，終端使用者深受其害。
可以預見，節水灌溉正朝著資源節約、環境友好的綠色方向發展，灌溉技術將不斷出現多學科交叉、各種單項技術互相滲透等特徵。傳統灌溉將不斷融入生物、計算機、電子資訊、高分子材料、大資料、人工智慧等一系列學科的高新技術知識，並在農業生產中起到更大的推動作用。
