寒地水稻节水控制灌溉技术手册
黑龙江省水利厅
黑龙江水稻灌溉试验中心
2010年9月
寒地水稻节水控制灌溉技术
我省是全国最大的粳稻生产基地，近年来平均粳稻产量占全国粳稻总产量的29%，约占全国粳稻商品量的45%。因此，黑龙江省的粮食波动，特别是水稻产量的波动对全国粮食安全影响很大。2009年4月，国务院常务会议通过了全国新增千亿斤粮食产能工程规划，将黑龙江省粮食生产能力建设列为重要内容，对黑龙江省稻米生产提出了更高的要求。黑龙江省根据国家对粮食发展及优质粳稻生产的总体要求，完成了黑龙江省水稻灌溉发展规划、黑龙江省千亿斤粮食产能工程规划和黑龙江省新增1000万亩粳稻基地建设可行性研究报告，计划到2015年全省水稻面积达到5000万亩，每年将为国家提供优质商品粳稻2000万吨，这对我省水资源保障能力提出了更高的要求。
2009年，黑龙江省实有水稻灌溉面积3929万亩，年用水量高达223亿m3，水稻灌溉用水占农业用水总量的96%，占社会总用水量的70%，占全省水资源总量的28%，因此，黑龙江省农业节水的重点是水田。如按现有灌溉用水管理水平，当灌溉面积达到5000万亩时，届时全省仅水稻灌溉用水就将达300亿m3以上，占全省水资源总量近40%。虽然新增水田有部分利用其它水资源，但我省的水资源仍将十分紧张，水资源可持续发展面临形势将十分严峻。初步估算，全省需再节水50-60亿m3才能保证在水资源用水总量不增加或少增加的前提下保证灌溉面积发展目标。目前，我省实现田间灌溉净定额高达400～500m3/亩，自流灌区毛灌溉定额高达每亩800-850立方米，地表水灌区灌溉水利用系数仅0.45-0.5，井灌区灌溉水利用系数仅0.8左右, 因此节水空间巨大。大力开展水田节水是我省水田乃到经济社会可持续发展的必然要求，因此发展以水稻节水控制为主的新水新技术对全省水资源利用具有十分重要的现实意义。
一、水稻控制灌溉技术的概念
水稻控制灌溉又称水稻调亏灌溉，是指在秧苗本田移栽后的各个生育期，田面基本不再长时间建立灌溉水层，也不再以灌溉水层做为灌溉与否的控制指标，而是以不同生育期不同的根层土壤水分作为下限控制指标，确定灌水时间、灌水次数和灌水定额的一种灌溉新技术。
控制灌溉技术既不属于充分灌溉，也不属于非充分灌溉范畴，认为在水稻生长发育过程中，适度进行水份胁迫，会使水稻产生一定的耐旱性，而且不会导致减产。其基本原理是：基于作物的生理生化作用受到遗传特性和生长激素的影响，认为如果在其生长发育某些阶段主动施加一定程度的水分胁迫，可以发挥水稻自身调节机能和适应能力，同时能够引起同化物在不同器官间的重新分配，降低营养器官的生长冗余，提高作物的经济系数，并可通过对其内部生化作用的影响，改善作物的品质，起到节水、优质、高效的作用。
寒地水稻控制灌溉技术是一项投入少、效益高、操作简单的一种灌溉技术，与常规灌溉技术相比，控制灌溉技术在操作上有几点不同：
一是灌溉依据不同。常规灌溉依据水层多少判断是否需要灌溉，控制灌溉依据土壤含水量大小是否达到控制标准判断是否需要灌溉。
二是灌水方法不同。常规灌溉采取“深、浅”或“浅、湿”循环交替，而控制灌溉采取“浅、湿、干”循环交替法。“浅”为30mm，“湿”为0mm，“干”为土壤含水量控制下
限值。
三是灌水程度不同。常规灌溉属于充分灌溉，适时保证充足供水，不允许水稻受旱；控制灌溉则实行人为调亏，根据水稻不同生育期的生理特性，在分糵等需水非敏感期实施人为胁迫，造成适度干旱，而在拔节孕穗和抽穗开花等需水敏感期又保证供水，使水稻后期呈现生长的补偿效应。是一种充分供水与非充分供水相结合的灌溉方式。
四是田间水层不同。常规灌溉长时间保留水层，仅在水稻分蘖末期晒田时和黄熟期不保留水层；而控制灌溉长时间不保留水层。
二、寒地水稻控制灌溉技术的优势
为探索适合寒地特点的控制灌溉技术模式，2004-2009年，在全省22个试验站开展了多年的理论研究和应用研究，摸索出了适合寒地特点的分区技术模式，取得了良好的效果。控制灌溉的技术优势体现在以下七个方面：
（一）增产效果明显
控制灌溉技术对水稻的根系生长、株型及群体结构形成，具有良好的促控作用，实现了水稻高产基础上的再增产。据研究成果统计，控制灌溉水稻的理论测产比常灌溉提高4.6%；样方测产比常规灌溉提高3.1%；实收产量比常规灌溉提高5%-10%。
控制灌溉增产的主要原因是控制灌溉水稻根系发育良好，分蘖能力强，群体结构好，茎杆粗壮，抗倒伏，叶面积指数增减过程合理，成熟期能保持较多的功能叶片，穗大、实粒多、千粒重高。
（二）稻米米质明显改善
水稻节水控制灌溉不仅能提高产量，而且通过土壤水分的适度亏缺和胁迫调控，使作物籽粒品质也相应改善，物理指标与化学指标均发生变化。
研究表明，控制灌溉模式的稻米品质均略好于常规常规浅灌。控制灌溉糙米率、精米率、整精米率，比常规浅灌处理分别高0.3%、1.2%、3.1%；粒长常规浅灌略长0.2mm；胶稠度控灌比常灌高 1.1%-1.4%；直链淀粉含量各处理基本持平。粗蛋白含量较常规灌溉提高了6.2%；脂肪含量比常灌脂肪含量提高了22%，显著提高了控灌水稻的米质。透明度无明显差异。蒸煮和食味品质中，控灌水稻比常规处理的胶稠度略有提高，食味质量有所提高。对稻米品质进行综合评价表明，控灌处理的水稻比常规处理的水稻综合米质明显改善。
（三）节水效果十分显著
研究表明，控制灌溉条件下，水稻节水效果十分显著。
１、全生育期节水量。研究表明，含泡田用水量（常灌和控灌泡田用水相同）在内的全生育期灌水量平均为251m3/亩，与常规灌溉相比节水141 m3/亩，平均节水36%。
２、生育期节水量。由于各处理泡田用水量相同，因此扣除泡田期用水后，生育期控灌节水幅度更大。与常规灌溉相比，生育期平均节水48%，节水效果极其显著。
３、干旱期节水量。黑龙江省水稻生长期一般120-140天，生育期集中在5-9月，一般进入5月开始泡田插秧，9月20日生育期结束。5月1日至7月10日是全省干旱最严重的时期，这一时期包括泡田插秧、返青和分蘖三个时期，是水稻用水量最大的时期，用水量占全生育期的60%，但降水量仅占全生育期的30%，因此，水稻渴水一般出现在5月和6月。
待分蘖结束后进入主汛期，降水充裕，水稻一般不再干旱。通过22个试验站研究表明，返青-分蘖期控制灌溉比常规灌溉次数减少2次，减少37%，每亩灌水量减少61m3，减少41%。显示出控制灌溉对水稻春季渴水期减少灌水次数和灌水量起到了显著的效果，对抗春旱、保春种意义重大。
４、水分利用效率。研究表明，控制灌溉水稻的水分生产率（田间单方耗水量（灌溉水量加上有效降雨量）生产的稻谷量）为1.3 kg/ m3，比常规灌溉水稻水分生产率提高了44%；灌溉水生产率（单方灌溉水量生产的稻谷量）为2.8kg/m3，比常规灌溉水生产率提高了87%。
（四）投入少但收益高
推广水稻控制灌溉技术的实现投入，主要是技术培训、会议宣传、推广人员的出差费用和田间增设的必要的测水量水设施设备费用。根据庆安县的经验，折合每亩投资仅几元钱。而每亩推广所取得的直接经济效益十分显著。水稻控制灌溉的效益主要体现在增产、节水和节支（油、电、人工等）三个方面。按自流灌区计算，平均每亩增收节支71元；按井灌区计算，如果是机井，平均每亩增收节支92元。如果是电井，平均每亩增收节支81元。充分显示控制灌溉技术的效益是相当显著。
（五）抗倒伏能力大大提高
控制灌溉水稻抗倒伏能力大大提高。水稻倒伏是因为茎杆基部两节间弯折造成的，茎杆厚度、组织强度、下叶衰老速率等均影响水稻的抗折强度。研究显示，控灌水稻的底部节间长度短、壁厚、节间充实度等均优于常灌对照区。同时控灌水稻的叶子衰老慢，包裹节间的叶鞘坚韧性也好于常规灌溉。控灌水稻茎杆壁厚明显厚于常规灌溉的茎杆。控灌水稻底部节间外直径为3.96mm，内空直径为2.51mm，壁厚为0.73mm；常规灌溉对照区水稻底部节间外直径为3.84mm，内直径为2.71mm，壁厚为0.57mm。水稻茎节倒三和倒四节节间充实度比常灌高了21%。2005年田间实际倒伏状况的调查表明，控制灌溉区水稻倒伏面积仅有4.8%，常灌区水稻平均倒伏面积高达23.1%。
（六）抗病能力大大增强
试验表明，控制灌溉不但抗倒伏，而且在稻瘟病防治方面也具有非常好的效果。据2005年试验统计，控灌模式病株率是3.7%，常灌对比区高达6.5%，控灌病株率降低43%；病叶率控灌是4%，常灌水稻高达6.8%，病叶率降低42%；病情指数控灌为2.9，常灌对比区为6.8，发病程度大大降低。主要原因是，控制灌溉技术自水稻返青后，田间基本不建立明水层，对水稻稻株促控结合，促进水稻群体结构更趋合理，形成上挺下批的理想株型，使各层叶片都能接受到阳光照射，降低了空气湿度，增加了地温，改善了农田小气候，从而形成不利于病菌存活发展的条件，有效抑制了水稻的发病率。
（七）减少了面源污染和温室气体排放
1、控制灌溉减少了面源污染。水稻种植消耗大量的农药和化肥，这些农药和化肥都要通过灌水溶解在土壤中，并在整个生育期发挥作用。但是，长期建立水层，使大量农药和肥料通过下渗和排水流失，进入土壤当中和河流当中，即降低了利用率，又污染了生态环境。农药和肥料的损失不仅造成了资源的浪费，增加了生产成本，更重要是将导致一系列环境问
题。氮肥的表面流失和渗漏直接导致地下水污染和江河湖泊的富营养化。实施水稻节水控制灌溉技术大大减少稻田排水量和渗漏量，不仅提高了肥料的利用效率，而且减轻了肥料对地下水、承泄区和土壤的污染，河流富营养程度大大降低。此外，由于深层渗漏的减小，减轻了农药对地下水的污染。而且农田小气候的改善有助于病虫害的控制，减少了农药的使用量。因此推行水稻控制灌溉对减少面源污染会有显著作用。
2、控制灌溉减少了温室气体排放。稻田是CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）和N2O（氧化亚氮）等温室气体的主要排放源，CH4和N2O还对臭氧层产生破坏作用。水稻节水控制灌溉使水稻长期无水层成为现实，使土壤排放的温室气体总量、组成及其产生的潜在温室效应也相应发生变化。通过适时的水分调亏，控、晒结合，既控制了水稻的无效分蘖，又可抑制土壤中一些还原性有毒物质的产生，并使稻田土壤Eh值迅速上升，促进毒害物质的分解，大大降低了土壤甲烷细菌的活性，抑制了甲烷的产生，明显降低土壤水溶解甲烷含量，同时提高土壤水溶解甲烷的氧化分解速率。通过晒田最终降低稻田甲烷排放速率和甲烷总排放量。
三、寒地水稻节水优质高产调控原理
水稻节水控制灌溉突破了稻田水层管理的传统观念，它既不同于传统淹水灌溉和在此基础上发展起来的湿润灌溉技术、薄露灌溉技术，也不同于非充分灌溉。
常规灌溉的灌水上限一般是50mm深度的水层，下限为饱和含水率，而控制灌溉的灌水上限为小于30mm的浅薄水层，下限一般为饱合含水率的60-90%，水稻返青以后除打药施肥等生产性用水和灌溉初始期有水层外，其余时间田面基本无灌溉水层。这种灌溉方式通过主动对土壤水分盈亏调控（不同阶段具有不同的灌溉下限指标）发挥作物对水分的适应性，诱导其产生补偿效应，通过促、控的结合发挥作物与土壤水分之间的互反馈作用和作物自身调节能力，在稳产增产的基础上节约用水。同时水分的调控改变了稻田土壤环境，改善了水稻根系功能，使水稻植株体与环境的协调处与最佳状态，达到节水高产的目的。
实行控制灌溉，在非需水关键期适当减少水分供应，造成适度的水分亏缺，大幅度的减少深层渗漏和课间蒸发，同时还可以有效控制叶面蒸腾，从而大幅度的节约用水。同时可以促进根系发育，使株型和群体结构更为合理，达到高产的目的；在需水关键期合理供水，改善根系中水、热、气、养分状况及田面附近小气候，使水稻对水分和养分的吸收更为合理有效，对水稻生长起到促控作用，有利于产量的形成。
主要的调控原理体现在以下几个方面：
（一）调控水稻需水规律，降低无效耗水
水稻各个生育阶段对水分的需求各不相同，不必一直保留田面水层，也不必一直保证充分供水，应根据不同阶段水稻对水分需求的敏感度，适时、适量地供应水分，调整水稻生理生态状况，减少无效蒸腾、棵间蒸法和田间渗漏量，从而显著减少水稻耗水量。
控制灌溉通过各生育阶段不同的水分供应，形成充分与不同程度非充分供水并存的水分调控状态。在非关键需水期在叶片尺度上调控叶片的气孔导度，使气孔导度适度下降，再保障光合作用的前提下，使蒸腾速率出现一定程度的下降。
合理的调控土壤水分，减少水稻无效分蘖、限制营养生长期过多的叶片数目和叶面积，最高茎蘖量和叶面积指数降低，减少植株的蒸腾面积和无效的蒸腾耗水，同时，长期处于无
水层状态，改变了棵间蒸发的机制，使棵间蒸发大幅度降低，植株蒸腾占蒸发蒸腾的比例有所提高。与常规灌溉相比，控制灌溉全生育期水稻蒸发蒸腾量减少15.3%～40.9%，平均减少23.7%。大部分时间田间无水层的水分状态改变了稻田深层渗漏的发生机制，改变稻田渗漏的水头，并使稻田在大部分时间处于非饱和状态，极大地改变了深层渗漏产生的条件，渗漏量减少39.2%～61.4%，平均降低49.4%。
（二）调控水稻特有的水分适应性，促控群体质量
水稻属于“半水生性”植物，耐旱性介于旱生性植物与水生性植物之间，同时水稻在长期进化和人类驯化的过程中形成了对水旱的双重适应性。正是基于水稻特有的水分适应性和作物抗旱、避旱的特性，通过不同阶段的主动的阶段性水分盈亏调控，形成多样化的水分条件，发挥其对水分的适应性，提高水分利用效率。
在耗水强烈的非关键阶段形成一定程度的亏缺，锻炼并发挥叶片气孔调节作用，较大幅度的限制叶片蒸腾，而保持较高或更高的光合作用速率，并发挥叶片形态与功能方面的非气孔适应，提高非气孔因素（叶绿素含量、光能吸收利用）的效率，提高叶片尺度的水分利用效率。并在通过不同阶段的合理促控发挥其生理补偿作用，形成更为合理的光合干物质生产与累积规律。
通过不同阶段的合理促控使水稻生长形态发生变化，使根冠关系、群体茎蘖动态、受光结构等趋于合理化，通过根系与冠层结构的适应性调整，弥补群体数量降低的影响，保证了冠层的光能截获与利用，并通过根系活力的提高保障后期生殖生长阶段具有较高的绿色叶面积，提高干物质生产，保障籽粒灌浆，实现优质高产。
通过不同的灌溉补水量，对农作物进行有促、有控的生理生态调整，充分利用根层土壤水分与稻作之间的相互反馈作用和作物对水分的自我适应与调节能力，促使水稻向“最佳群体结构”和“理想丰产株型”两者的优化组合方向发展，以达到节水、高产、优质、高效的目的。
（三）调控水稻根系和光合作用，为后期补偿效应的发挥创造了条件
控灌水稻根深、根壮、分布范围广、汲取水和养分的能力强，白根多、黑根少，根毛多，根系活力强，为控灌水稻中后期补偿效应的发挥创造了条件。而常规浅灌根系处于淹水土壤还原条件下，根毛形成受阻，根系分布呈水平层状，根浅而细，根毛少，黑根多，衰退快。
控制灌溉能力光合作用提高，促进了生殖生长，抑制了无效分蘖，保持了适宜的叶面积指数，太阳光可透过冠层作用于下层叶片，扩大了光合作用的面积，有利于有机物的合成和运输。尤其是在生殖生长期，孕穗和抽穗开花阶段，无效分蘖的控制，使更多的碳水化合物作用于稻穗的枝梗和颖花发育，减少颖花退化和不育，有利于植物营养体的发育和延长功能叶的寿命，有利于光合产物和蛋白质的合成，有利满足水稻后期吸氮，力攻后期大穗，增加了穗粒数和粒重，提高了结实率，达到了节水增产的目的。
（四）调控水稻抗逆能力，优化稻株与环境的协调状态
水稻控制灌溉减少了无效分蘖，形成了更多低位分蘖，植株高度降低，茎秆厚度增加，在生育后期抗茎秆倒伏的能力增加，与此同时增加了土壤密实度，根系扎根深度增加，根—土系统的机械阻力增加，抗击根倒伏的能力也得到了加强，整体抗倒伏能力增强。模拟风力试验显示常规灌溉水稻在5级风时不会出现倒伏，8级风时出现不可恢复性倒伏（茎杆破坏），
控制灌溉水稻6级风不会产生倒伏，8级风时产生可恢复性倒伏（茎杆弯曲但未破坏）。田间实际倒伏状况的调查表明，控制灌溉区水稻倒伏面积仅有4.8%，远低于常灌区水稻平均倒伏面积23.1%。
田间无水层状态使冠层内部湿度降低，同时群体生长的适应使冠层内的空气流通增加，水稻发生稻瘟病等的几率降低。控制灌溉稻田稻瘟病的病株率降低43个百分点，病叶率降低42个百分点，病情指数下降3.9。
科学的水分调控，在改变水稻本身的生长的同时，使根层土壤环境发生变化，打破了厌氧条件，改善了根系生长环境，提高了稻田肥料的利用效率。群体方面减少无效分蘖、改变叶片分布，改善了中下层叶片的受光状态，形成合理冠层结构。同时田间温度升高、湿度降低，提高了光温资源的利用效率，并减少了潮湿环境中容易爆发的稻瘟病等的发病率。使水稻植株与根区土壤环境、田间微气候环境之间形成了更为协调的状态。
四、寒地水稻控制灌溉的技术模式
水稻控制灌溉技术投入少、效益高、操作简单，只要能分清水稻各生育期节点，了解本地水稻不同生育期土壤含水量的控制下限指标及相应的土壤表相（如土壤裂缝宽度、脚印深浅等），就可按分区灌溉模式图要求进行灌溉操作。
（一）基本操作要点
一要知道本地处于哪个分区，对应哪个分区模式；
二要读懂分区图。掌握所处分区水稻各生育期的土壤含水量控制下限指标及相应指标的土壤表相；掌握灌水上限是多少，每次灌溉原则上不超过这个上限；掌握什么时候可以蓄雨水，蓄多深。一般超过蓄雨深度就要求排水，每次蓄雨时间不能超过7天。图中各生育期节点是建议性的，不同年份会有变动；灌水日期和降雨日期是示意性的。
三要掌握基本的灌水方法。即“浅、湿、干”循环交替法。“浅”指模式图中灌溉水层上限（一般为30mm）；“湿”指水层为零，土壤含水量100%；“干”指各生育期土壤含水量要求的下限值，可通过仪器测试，或依据不同下限值对应的土壤裂缝宽度、脚印深度等经验值判断。一般不到土壤含水量下限值不灌溉。何时灌水依据水土壤含水量而定，到了下限值就灌，不到就等。除了大量降水，超过规定的蓄雨上限和盐碱地排碱要求外，一般不排水。
四要处理好生产性用水与控制灌溉的关系。生产性用水指打药、施肥用水，生产性用水要求必须有水层才行，特别是分蘖前期封闭灭草时一般要保留水层10天左右。控制灌溉的水层管理要服从生产性用水要求，什么时候需要生产性用水就什么时候建立水层，但施肥用水要与控制灌溉用水结合起来，以减少水层保留时间。
五要掌握关键生育期的用水管理。返青—分蘖末期（一般是５月２０日—７月５号）是水稻需水非敏感期，也是控制灌溉的关键期，是最需要节水的时期，要严格控制。拔孕和抽开期是需水敏感期，不能控的太重。
六要高效利用降雨。７月份以后，降雨频繁，多数情况下不用灌溉土壤含水量就能满足要求，一般不到土壤含水量下限指标不用灌溉。但蓄雨不可过深（一般不超过50mm），时间不可过长(一般不超过７天)。
七要注意生育期转换。种稻对生育期的识别很重要，不同生育期灌水和农业措施是不同的。在生育期转换问题上，提出“时到不等苗，苗到不等时”的调控方法。“时到不等苗”，即不管水稻处于哪个生育期（分蘖末期除外），土壤水分到了土壤控制下限则灌水至上限，土壤水分未达到控制下限，不需要灌水；“苗到不等时”，即水稻生长发育到分蘖末期，不管土壤水分是否控制到下限，都要及时排水晒田重控。过了分蘖末期，到了拔节孕穗期（需水
敏感期）则必须灌水至灌水上限。
八是不同分区温度不同、土壤类型不同，要灵活把握。牡丹江地区、龙、甘、泰地区，土壤渗漏量较大，灌水要少灌、勤灌，自流灌区要视河流来水情况择时灌溉，水少时不到下限值时也应补水。盐碱地有洗盐要求，一次灌水可达到50 mm，适时排碱。总的来讲，土壤肥力大的地区可控的重些，土壤裂缝多些、宽些，土壤肥力小的地区可控的轻些。
除以上八点之外，推广控制灌溉技术还有两个基本前提，一是要求格田要平整，高差不能太大。第二水源保障程度要高，需要水时能及时补灌。因此，建议各地优先在井灌区推广，其次是提水灌区和水库灌区，最后是自流灌区。
（二）黑龙江省节水灌溉分区及区域特征
黑龙江省不同地域气候条件、土壤条件、地型条件、农业生产水平等差异较大，决定了经济发展对灌溉发展的要求不同，农业生产战略和技术措施不同，一种模式不能“包打天下”。因此，只有确定合理的节水灌溉分区，建立适合各分区特点的灌溉模式，才能因地制宜，合理灌溉、分类指导。
（１）灌溉分区
选用地貌、降雨、积温、无霜期、渗漏量、生育期需水量和灌溉定额等指标，利用地统计学和ARCGIS等手段对黑龙江省进行灌溉分区。共划分为5个一级区，6个二级区，4个三级区，共10个分区。
黑龙江省灌溉分区及各区2009年水田面积单位：万亩一
级区二级区
三级
区
所含县(市、区)名称
县市区地方农场分区水稻面积
数
量
水稻
面积
数
量
水稻
面积
合计
占全
省%
ⅠⅠ-1
松嫩低平
原区
Ⅰ-1-1甘南、龙江、泰来3133.8245.5
447.311.4 Ⅰ-1-2
齐齐哈尔市区、林甸、杜蒙、
安达、肇源、大庆市区、肇
东、肇州
8149.9 6 9.5
Ⅰ-2
松嫩北部
高平原区
富裕、明水、青冈、讷河、
克东、克山、五大连池、拜
泉、依安、北安
1096.27 12.4
ⅡⅡ-1
三江西部
平原区
鹤岗市辖区、萝北、绥滨、
佳木斯市区(含佳木斯市郊
区)、汤原、桦川、富锦
(50%)、桦南、双鸭山市区、
集贤、友谊、宝清(75%)、
依兰、七台河市区、勃利、
鸡西市区、鸡东、密山
17533.435 589.6
2319.459.0
Ⅱ-2
三江东部
平原区
同江、抚远、饶河、虎林、
富锦(50%)、宝清(25%)
6257.623 938.8
Ⅲ老爷岭山
地区
牡丹江市区、海林、东宁、
林口、穆棱、宁安、绥芬河
763.5 2 3.5 67 1.7
ⅣⅣ-1
松嫩平原
南部高平
原区
Ⅳ-1-1
海伦、望奎、铁力、绥棱、
庆安、绥化市、北林区
7380.1 5 20.9
1076 27.4 Ⅳ-1-2
呼兰、兰西、巴彦、木兰、
通河、宾县、哈尔滨市区、
双城、阿城、五常
10462.4 5 5.4
Ⅳ-2
张广财岭
山地区
尚志、方正、延寿3202.7 2 4.5
Ⅴ大小兴安
岭山地区
加格达齐市区、呼玛、塔河、
漠河、黑河市区、爱辉区、
嫩江、孙吴、逊克、嘉荫、
伊春市区
119.9 3 8.5 18.4 0.5
合
计
8222899016383929100
（２）区域特征
Ⅰ区(松嫩低平原区和松嫩北部高平原区)：
Ⅰ区地处松嫩平原，主要包括齐齐哈尔和大庆两市。覆盖21个市、县、区和15个农场，全区幅员面积9.26万km2，占全省面积的20.42%。水稻种植水平一般，灌溉定额较大。2009年水稻实际灌溉面积447.3万亩，占全11.4%。
根据本区地理特点和土壤特性，又细分为松嫩低平原区（Ⅰ-1）和松嫩北部高平原区（Ⅰ
-2）两个子区。松嫩低平原区（Ⅰ-1）又细分两个子区，Ⅰ-1-1区和Ⅰ-1-2区。
(a)松嫩低平原区（Ⅰ-1）
本区地处北纬45°23′～ 48°33′，东经122°24′～ 126°38′。包括甘南、龙江、泰来等11个市、县和8个农场，全区幅员面积4.83万km2，占全省面积的10.65%。水稻种植水平一般，灌溉定额较大。2009年水稻实际灌溉面积338.7万亩，占全省的8.6%。
本区土壤特性差异很大，又细分Ⅰ-1-1区和Ⅰ-1-2区，前者包括土壤渗漏严重龙江、甘南、泰来，后者主要是盐碱地。
本区属于冲积平原，平均海拔高度182m，土壤分布主要有黑钙土、盐碱土和风沙土等。
本区气候温暖，光热条件充足，地表水资源匮乏，为生长季干燥指数K > 1.2的干旱区。多年平均气温变化在2℃～4℃，多年平均≥10℃有效积温在2 600℃～2 850℃；多年平均年降水量在400mm～500mm，为全省的低值区；多年平均年水面蒸发量为800mm～900mm，为全省最高值；多年平均年径流深在10mm～25mm。本区作物水热生长期变化在159d～171d，平均164d，为全省较高值；水稻从插秧至成熟时的生育期为120d，居全省水稻生育期首位；全年无霜期130d～150d，为全省最长。
本区热量条件最佳，水分条件最差，降水量少，蒸发量大，土壤渗水性强。据此，本区应控制或适当压缩水稻种植面积，以缓解水量的供需矛盾。本区盐碱地多，龙江、甘南、泰来土壤渗漏严重，水稻种植水平一般，是黑龙江省灌溉定额较高的地区之一。
(b)松嫩北部高平原区（Ⅰ-2）
本区地处北纬46°30＇～50°59＇,东经124°19＇～128°15＇。包括嫩江、讷河、五大连池等10个县（市、区）、7个农场，全区幅员面积4.43万km2，占全省面积的9.77%。水稻种植水平一般，灌溉定额较大。2005年水稻实际灌溉面积108.6万亩，占全2.8%。
本区地貌特征多为丘陵状台地和切割台地，平均海拔260m，土壤分布主要有黑土、草甸土等。
本区气候由冷凉过渡到温凉，多年平均气温在0℃～2℃，≥10℃有效积温在2 000℃～2 300℃，为生长季干燥指数K=1.0～1.2的半干旱区。多年平均年降水量在450mm～550mm，多年平均年水面蒸发量为600mm～800mm；多年平均年径流深50mm～150mm。
本区作物水热生长期变化在150d～159d，平均155d，全年无霜期110d～130d。本区气候温凉，土壤肥沃，适宜麦、豆、薯生产。
本区地处第三积温带和第四积温带上限，热量条件一般，农民水稻种植技术较差，深水灌溉较多。
Ⅱ区（三江平原区）：
根据三江平原气候地理特点，分为三江西部平原区（Ⅱ-1）和三江东部平原区（Ⅱ-2）。
本区位于黑龙江省东北部，北纬45°00′～48°28′，东经129°12′～135°05′。本区包括萝北、鹤岗、汤原等23个市、县、区和58个农场。全区幅员10.88万平方千米，耕地面积351万公顷，占全省30%。2009年水稻实际灌溉面积2319.4万亩，占全59%。
本区属于冲积、湖积平原，平原部分平均海拔高度80m。土壤类型较多，暗棕壤占30.5%，白浆土占21.5%，草甸土占20.4%，沼泽土占13.2%，黑土占6%。土壤肥力较高，黑土层在15cm～50cm。
本区气候由温凉过渡到温和，水热条件较好，为生长季干燥指数K = 1.0～0.8的半湿润区。多年平均气温在 2℃～ 3℃，多年平均≥10℃有效积温在2 300℃～2 500℃；多年平均年降水量在500mm～600mm，多年平均年水面蒸发量为600mm～700mm；多年平均年径
流深70mm～150mm。
本区作物水热生长期变化在159d～171d，平均为165d；水稻生育期在108d～114d；全年无霜期在120d～140d。
本区水热条件适中，地下水可开采量比较丰富。目前井灌水稻面积较多。靠近黑龙江、乌苏里江和兴凯湖沿岸的县（市）及农场，可充分利用过境水量和本地地表水资源量发展水稻灌溉。本区农场较多，机械化力量强，水稻种植水平较高，灌溉定额较低。
三江西部平原区，海拔相对较高，河网比较密集，土壤多为草甸土。全区幅员面积6.99万km2，占全省面积的15.42%。水稻种植水平较高，灌溉定额较大。2009年水稻实际灌溉面积1123万亩，占全面积的29%。三江东部平原区（Ⅱ-2）地处三江平原东部，靠近黑龙江省和乌苏里江。本区雨雪较多，气温稍低。地势平缓，渍涝严重，土壤多为白浆土。沿岸过境水资源极其丰富，可通过提水发展水田灌区。全区幅员面积3.29万km2，占全省面积的7.26%。2009年水稻实际灌溉面积1196万亩，占全省面积30%。。
Ⅲ区（老爷岭山地区）：
本区地处北纬43°25＇～45°58＇，东经128°00＇～131°45＇。本区包括牡丹江、海林、鸡东等7个市、县和2个农场, 全区幅员面积3.88万km2，占全省面积的8.56%。在耕地中，水田实灌面积67万亩，占全省水田实灌面积1.7%。
本区地貌特征为低山、丘陵、台地、盆地，平均海拔高490m，土壤主要为暗棕壤、草甸土、白浆土、石质土等。水稻面积多集中在宁安和海林两地，土壤渗漏严重，与Ⅰ-1-1区的龙江、甘南、泰来一样，是全省灌溉定额最高的地区。
本区气候温和，多年平均气温3℃～4℃，≥10℃有效积温2 500℃～2 800℃，为生长季干旱指数K=0.8～1.0的半湿润区。多年平均年降水量550mm～650mm，多年平均年水面蒸发量600mm～700mm。
本区作物水热生长期162d～174d，平均168d，为全省最长；全年无霜期130d～140d。
本区气候温和，土壤肥沃，水热条件适中，适宜种植水稻、玉米、大豆等作物。
Ⅳ区 (松嫩平原南部高平原区和张广财岭山地区)：
包括松嫩平原南部高平原区（Ⅳ-1）和张广财岭山地区（Ⅳ-2）。两区虽然地貌类型不同，但都黑龙江省传统老稻区，种植水平最高，水稻品种最好，灌溉定额最低，是全省优质水稻的重要产地。全区幅员面积7.7万km2，占全省面积的16.98%。2009年水稻实际灌溉面积1076万亩，占全省27.4%。全区含20个市、县和12个国营农场。
（a）松嫩平原南部高平原区（Ⅳ-1）
本区地处北纬44°04＇～47°37＇,东经125°45＇～129°42＇。本区包括望奎、庆安、铁力等17个市、县和10个农场, 全区幅员面积6.2万km2，占全省面积的13.67%。在耕地中，水田面积869万亩，占全省水田面积22%。
本区地貌特征多为切割台地和波状台地、平均海拔高329m，土壤分布主要有黑土、草甸土和沼泽土等。
本区气候由温和过渡到温暖，多年平均气温2℃～3℃，≥10℃有效积温变化在2 500℃～2 800℃,为生长季干燥指数K=1.0～1.2的半干旱区。多年平均年降水量500mm～600mm，多年平均年水面蒸发量700mm～800mm。
本区作物水热生长期在156d～171d,平均164d，全年无霜期130d～150d。
本区水热条件适中，在解决水资源条件下，适宜发展灌溉农业。
(b) 张广财岭山地区（Ⅳ-2）
本区地处北纬44°18＇～46°07＇,东经127°22＇～128°53＇,本区包括方正、延寿和尚志3个县市和2个农场, 全区幅员面积1.5万km2，占全省面积的3.31%。在耕地面积中，水田实灌面积207万亩，占全省水田面积5.3%。
本区地貌特征为低山、丘陵、台地，平均海拔高520m，土壤分布主要为暗棕壤、草甸土、黑土和水稻土等。
本区气候温凉,多年平均气温3℃～4℃,≥10℃有效积温2 400℃～2 600℃,为生长季干燥指数K＜0.8的湿润区。多年平均年降水量600mm～700mm，多年平均年水面蒸发量600mm～700mm。
本区作物水热生长期为162d，全年无霜期为130d～140d。
本区属于蚂蚁河流域，水热条件适中，为黑龙江省水稻的主产区，种植面积基本饱和，应以提高单位面积产量和米质为其主攻方向。
Ⅴ区（大小兴安岭山地区）：
位于黑龙江省西北部，北纬 46°35′～ 53°33′，东经121°11′～130°16′。本区包括漠河、塔河、伊春等11个市、县，17个农场，全区幅员面积14.21万km2，占全省面积的31.35%。在耕地中，水田面积为18.4万亩，占全省水田面积0.5%。
本区由大兴安岭北段中低山林区和小兴安岭北段低山台地林农区及小兴安岭南段低山丘陵林区构成，山体浑圆广阔，山势和缓，河谷宽浅，平均海拔高度470m左右。山体分布棕色针叶林土，台地、沟谷平原分布有暗棕壤、草甸土和黑土等土壤。
本区气候寒冷及冷凉，水分充足，热量不足，为生长季干燥指数K < 0.8的湿润区。多年平均气温变化在 - 4℃～ 0℃，多年平均≥10℃有效积温在1500℃～2300℃，是全省气温最低区；多年平均年降水量在500mm～700mm，多年平均年水面蒸发量为500mm～600mm，是全省蒸发量最低区。
本区作物水热生长期变化在120d～150d，平均135d；水稻生育期在99d～105d；全年无霜期在100d～120d。以上三个指标均为全省最短。
本区是全省水分条件最充足、热量条件最低和作物生育期最短的分区。通过对热量等气候条件的充分论证和可行性研究，若热量条件允许，可适当增加水稻早熟品种的种植面积。
（三）寒地水稻节水控制灌溉技术组合模式图
组合模式图分为上、中、下三个部分，上部为农业措施，包括肥料的施用量、施用时间，农药的施用量和施用时间，除草注意事项等；中部为各生育期灌溉模式，主要包括生育期时段和生育期节点，各生育期灌溉水层上限、土壤含水量控制下限，75%保证率下的灌水次数和灌水建议时间，蓄雨要求等；下部为注释说明，包括该区所含市县，品种选取建议，不同土壤含水量下的土壤裂缝经验值等。核心是各生育期灌溉模式，具体要求可参见基本操作要点。
节水灌溉技术规范Technical standard for water saving irrigation SL207—98 主编单位：水利部农村水利司 水利部农田灌溉研究所 批准部门：中华人民共和国水利部 网页制作：CWSnet1998-04-04发布1998-05-01实施 目次主页 前言 1 总则 2 工程规划 3 灌溉水源 4 灌溉用水量 5 灌溉水利用系数 6 工程与措施的技术要求 7 效益 8 节水灌溉面积 附录A 名词解释 附录B 有关参数的计算测 定方法 条文说明 前言 基于生产实践的需要和对节水灌溉形势的正确分析，1990年水利部农村水利司布置了节水灌溉标准的研究任务，旨在进行探索，积累经验。1994年又组织全国27个省、自治区、直辖市水为厅（局）就节水灌溉标准问题开展共同研究、讨论，形成规范战雏形，1996年底完成规范编写提纲。1997年初，编制任务正式下达之后，在水利部农村水利司主持下，编写组立即开始工作，1997年4月底完成初稿，经两次征求意见补充修改后，于1997年12月初完成征求意见稿，12月底完成送审稿，并于1998年1月召开审查会议，通过了专家审查。 SL207—98（节水灌溉技术规范》分总则、工程规划、灌溉水源、灌溉用水量、灌溉水的利用系数、工程与措施的技术要求、效益、节水灌溉面积，共8
章40条和2个附录。它既反映中国现阶段水平，又借鉴国外先进技术；既坚持高起点、高要求，又注重实用性与可操作性；既重视水利建设规范的共性，又突出节水灌溉的特点，充分吸收了我国节水灌溉发展中的先进技术和成功经验。 本规范解释单位：水利部农村水利司 本规范主编单位：水利部农村水利司 水利部农田灌溉研究所 本规范参编单位：中国灌溉排水技术开发培训中心 华北水利水电学院北京研究生部 水利部科学技术司 黑龙江省水利厅 广西自治区水利厅 甘肃省水利厅 河北省水利厅 本规范主要起草人：李英能黄修桥沈秀英窦以松赵乐诗王晓玲 李赞堂马济元袁辅恩陈杰臣武福学宋伟 1 总则 1.0.1为了使节水灌溉工程建设有一个合理、可行、统一的衡量尺度，促进节水灌溉事业的健康发展，制定本规范。 1.0.2节水灌溉工程建设必须注重效益、保证质量、加强管理，做到因地制宜、经济合理、技术先进、运行可靠。 1.0.3本规范适用于新建、扩建或改建的大田、菜地、果园、苗圃和草场等节水灌溉工程的规划、设计、施工、验收、管理和评价。 1.0.4承担节水灌溉工程的设计单位必须持有丙级（含）以上水利工程设计资质证书。承担工程的施工安装单位必须持有省级水利行政主管部门颁发的施工安装许可证。节水灌溉工程应选用经过法定检测机构检测合格的材料及设备，不得使用无生产厂家、无生产日期、无产品使用说明的产品。 1.0.5节水灌溉工程应建立健全管理组织和规章制度，切实发挥节水增产作用。 1.0.6节水灌溉工程建设除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 工程规划 2.0.1节水灌溉工程的规划应收集水源、气象、地形、土壤、作物、灌溉试验、能源、材料、设备、社会经济状况与发展规划等方面的基本资料。 2.0.2节水灌溉工程规划应符合当地农业区划和农田水利规划的要求，并应与农村发展规划相协调，采用的节水技术应与农作物品种、栽培技术相结合。
智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法 智能节水灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统，是托普云农物联网为保证农业作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能节水灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；智能节水灌溉系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。 一、智能节水灌溉系统的功能设计 智能节水灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能节水灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向
技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能节水灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能节水灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能节水灌溉系统。 二、智能节水灌溉系统的设计背景 灌溉造成水资源大量浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能节水灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 三、智能节水灌溉系统工作原理 灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号
[论文摘要]：本文在总结国内外相关研究的基础上，对水稻节水灌溉及其影响研究进展进行了分析。首先，根据我国和谐灌区建设的需要，提出开展水稻节水灌溉及其影响研究的必要性；然后，对国内外水稻节水灌溉及其影响研究进展进行阐述。在此基础上，分析了水稻节水灌溉的社会经济、生态环境、农业政策和工程技术等多方面影响的研究进展状况。最后，探讨了水稻节水灌溉影响的今后研究发展前景和方向。 [论文关键词]：水稻；节水灌溉；影响；研究；进展 一、引言 当前，我国正致力于两型社会和社会主义新农村建设。其中一项重要的任务就是和谐灌区建设。一个和谐的灌区应该实现：水土资源供需平衡，灌区水利基础建筑物和渠系运行良好，管理体制合乎时代要求，运行机制满足社会主义市场经济要求，有很强的自我运行能力；此外，灌区农民生活富足，社会安定，生态环境适合人民生活和动植物生长；灌区灌溉水利用效率相对较高，节水灌溉技术得到普遍采用，并发挥巨大作用，从而保证灌区内的资源、环境、经济和谐发展。只有这样，才能保证我国的粮食安全和人民的安居乐业，才会促进我国在和平崛起的道路上稳步向前。和谐的灌区建设离不开农业节水灌溉，而农业节水灌溉的关键是实行水稻节水灌溉。因此，开展节水灌溉及其影响研究是十分必要的。 中国是世界上最主要的种稻国家之一，水稻面积为世界第二，水稻的总产量在世界各国中居首位。水稻是中国最主要的粮食作物之一，其种植面积约占全国种植面积的30%，产量约占全国粮食种植面积40%，水稻的灌溉用水量占1/3以上。但中国水资源紧缺，且时空分布不均，特别是工业用水、城镇供水大幅度增长，农业用水紧缺问题日益严重。农业是我国第一用水大户，发展高效节水型农业是我国的基本国策[1]。 二、水稻节水灌溉研究进展 在全球用水量中，农业灌溉占到了72%，在发展中国家，这一比例更高达87%。随着非农业用水（包括城镇供水、工业用水和环境用水）需求的不断增加，Barker(1998)等人预计，到2020年，发达国家的农业用水量将下降到62%而发展中国家为73%。20世纪70年代，随着水资源紧缺的矛盾越来越突出，水稻节水灌溉的研究必要性越来越明显。Tabbal等人(1992)和Bhuiyan等人(1995)分
黑龙江省东南部地区水稻生产现状及发展趋势 魏才强 （黑龙江省农业科学院牡丹江分院，牡丹江157041） 摘要：黑龙江省东南部地区地理条件适宜水稻生长，近年来其水稻产业稳步发展。为进一步促进该地区水稻生产，本文对该稻区的水稻科研及生产做了初步总结，进一步明确了黑龙江省东南部地区水稻产业发展现状与存在问题，并提出了相应建议以及未来的发展趋势，这为今后黑龙江省东南部地区水稻产业更好发展提供了合理化建议。 关键词：黑龙江省；水稻；现状；发展趋势 “九五”期间，黑龙江省因地制宜，加大科技投入，成功实施了大面积“旱改水”，把传统的麦豆产区变成中国北方的“稻米之乡”，实现了种植结构的根本性改变[1]。如今，全省水稻播种面积已发展到400多万hm2，比过去增加了349.33万hm2，优质绿色稻米大批量地销往全国各地及出口日本、俄罗斯、欧洲等国家。近年来，黑龙江省东南部地区水稻生产发展较为迅速，主要体现在新品种和配套栽培技术的示范推广上。 黑龙江省东南部地区主要包括牡丹江市和鸡西市，所辖9个市县，位于43°24′ 45°59′N、 128°02′ 131°18′E，属于中温带季风气候，横跨二、 三、四积温带，常年活动积温为2450 3000℃，无霜期 85 150d，年降水量450 1000mm，夏季降水占全年降水量60%以上，日照时数2300 2600h。辖区内有牡丹江、乌苏里江、穆棱河及绥芬河等300多条河流，水利资源较为丰富。土壤以暗棕壤、白浆土、草甸土为主，有机质含量高，自然肥力好，是优质农产品生产基地。 1 东南部地区水稻生产现状 1.1 优质高产水稻新品种的选育与推广 当前，黑龙江省育种单位主要包括黑龙江省农业科学院、黑龙江省农垦科学院、东北农业大学、黑龙江八一农垦大学，以及像富尔农艺等大中型的个人育种企业。其选育的水稻新品种覆盖了黑龙江省的一至四积温带，近些年来新品种的选育速度明显加快，这与多年来各个育种单位后代优异材料的积累和市场需求有直接关系。具有代表性的育成品种包括松粳系列、五优稻系列、龙稻系列、龙粳系列、牡丹江系列、垦稻系列以及北稻系列等[2-4]。在新品种推广上，除了各育成单位 对自身品种宣传和推广外，主要推广单位则包括本稻区各级推广中心和推广站，以及国家产业技术体系水稻综合试验站等单位和部门。近年来在黑龙江省东南部稻区推广种植面积较大的品种有龙粳31、牡丹江 28等，同时搭配种植推广了五优稻4号、龙粳26、东农428、吉特639、莲稻1号、松粳12和北稻3号等水稻品种。 1.2 高产高效配套栽培技术的推广应用 在水稻种植上，过去通常采用较为粗放的栽培管理措施，不但造成了资源浪费、环境污染，而且在产量和品质上并没有得到有效提高和改善。近年大力发展可持续农业成为现代农业生产的重要主题之一，人们渐渐意识到配套栽培新技术的重要性和价值性。除了应用多年的旱育稀植栽培技术，针对特殊生态稻区采取了两段式育苗技术、一段超早育苗技术和隔寒增温超早育苗技术等，使得晚熟、优质品种在本稻区适宜区域可以种植，大大提高了稻农的经济效益。国家水稻产业技术体系牡丹江综合试验站自2011年起在宁安市进行了水稻两段式育苗技术的培训与推广，宁安市渤海镇小朱家村现有水田153.33hm2（2300亩），目前全部采用水稻两段式育苗技术，种植晚熟优质品种五优稻4号，每667m2产量达667.8kg，比（当地）常规栽培增产137.8kg，增产26%，按目前市场价稻谷（长粒）3.20元/kg算，每667m2增效440.96元，全村总增收101.4万元。 同时，国家水稻产业技术体系牡丹江综合试验站在2011-2014年配合鸡东县农技推广中心对水稻隔寒增温超早育秧技术进行了推广应用，2014年度应用水稻隔寒增温超早育秧技术面积达到1.91万hm2（28.6万亩），占鸡东县水田总面积的69.2%。隔寒增温超早育苗延长了水稻营养生长期，争抢有效积温150 200℃，2014年度秋季实际测产每667m2产量达635.7kg，比当地生产平均产量增产56.9kg。 1.3 水稻生产过程中配套设施的完善 目前，黑龙江省东南部稻区所辖的各个农场均采用集中供种、集中催芽等措施，且大型机械设备较为完善，基本实现了规模化、集中化生产模式，与地方农户一家一户种植在资
本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1
本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2
2020-2021专科《节水灌溉技术》期末试题及答案（试卷号2705） 一、单选题（每题3分．共15分） 1．适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道的防渗方法是( )。 A．土料防渗 B．混泥土防渗 C．砌石防渗 D．水泥土防渗 2．属于随播种、随灌水的地面灌溉节水新技术的是( )。 A．膜上灌溉 B．波涌灌溉 C．间歇灌溉 D．坐水种 3．适用于分散的小地块，特别是山区丘陵的复杂地形的轻、小型喷灌机组是( )。 A．手抬式轻型机组 B．手推式小型机组 C．与手扶拖拉机配套的小型机组 D．滚移式喷灌机 4．以下最节水的水稻节水灌溉模式是( )。 A．“浅、湿、晒”模式 B．“间歇灌溉”模式 c．“半旱栽培”模式 D．“薄、浅、湿、晒”模式 5．雨水的集蓄利用，最关键的问题是( )。 A．提高集流效率 B．管道安装 C．灌溉设备齐全 D．确定灌溉作物 二、选择填空题（每空3分．共15分） 6．农业节水技术包括抗旱节水作物品种、覆盖技术、____、调整作 物种植结构以及抗旱、保墒、保水剂的应用等。（节水灌溉技术；节水栽培技术；节水管理技术） 7．按降水量多少我国大致可分为五个降水带，其中，____是我国主要小麦、棉花和其它旱作物产区。（湿润带；半湿润带；干旱带） 8．渠道防渗工程技术是指____或____渠道输水损失的各种工程技术和方法。 （杜绝；缓解；减少；增加） 9．微灌系统通常由水源工程、____、输配水管网和灌水器四部分组成。（首部枢纽；量测系统；施肥装置） 三、名词解释（每题5分，共25分） 10．开源 11．低压管道输水技术 12．局部水头损失 13．滴灌
基于无线传感网络的精细农业智能节水灌溉系统 肖克辉2,1 ，肖德琴 2,1 ，罗锡文 1 (1.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室，广州510642； 2.华南农业大学大学信息学院，广州510624） 摘要：在精细农业相关应用和理论研究基础上，自行设计用于检测农业水分含量和水层高度的无线传感器，构建农田水分无线传感器网络体系结构，设计基于水分无线传感网络的智能节水灌溉控制系统，通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策，由灌溉控制系统实施定量灌溉，在水稻生长过程中的实际应用表明，该系统体现出可行性和高效性，有利于精细农业的发展和水资源的可持续利用。 关键词：无线传感网络；智能灌溉控制系统；精细农业；构架 0 前言 通过不同集成微型传感器的相互合作，无线传感网络常用于检测并获取监测对象中的各种信息。利用嵌入式信息处理和随机自组织无线网络，将信息发送到用户终端来实现“无处不在的计算”理念。基于无线传感网络的自动化、自组织和以数据为中心等特点，它能够应用于获取土壤水分数据，然后自动地将这些数据融合传输形成一个高效的田间水分数据采集平台，从而实现智能节水灌溉。 传统的田间灌溉通常由人亲自控制，而且需要大量的人力和物力，这将导致缺乏实时性和精确性，这也有悖于长期农业生产的发展趋势和水资源的可持续利用。无线传感网络被广泛地应用于精细农业和智能灌溉来克服上述存在的问题。 G Vellidis 和他的同事开发了一个典型的实时智能检测的传感器阵列来检测土壤水分，测试土壤水分使用现成的组件。这个阵列由一个位于中间位置的接收机组成，这台接收机连接在一台笔记本电脑和田间的多个传感器节点上。具有精密灌溉技术的集成传感器提供了一个闭环的灌溉系统，能够确定从智能传感器阵列的哪一位置将时间和数量输入到实时定位灌溉应用程序中。
水稻栽培节水灌溉技术读本 铁岭市水利局科技推广中心 二○一○年五月三十日
编写单位 铁岭市水利局科技推广中心 铁岭市农业综合开发办公室 编委会名单 主编：陈凤君 副主编：赵成奇刘军方洋 参加人员： 王笑海刘宝昌胡文波李波 黄永周琳琳黄占瑞刘芳 弓宇博吴迪杨思迪 责任编辑：刘宝昌
前言 大力发展农业节水是缓解农业和经济社会用水矛盾的根本途径，是建设节水型社会的重要组成部分。党中央、国务院对节水灌溉工作十分关心和重视，先后提出了“要大力普及节水灌溉技术”，“把节水灌溉作为一项革命性措施来抓”等一系列重要指示，为我国节水灌溉事业的发展指明了方向。 铁岭是农业地区，也是水资源短缺地区。然而现实存在农业用水浪费和水资源短缺的矛盾，尤其在水稻生产上，因灌溉工程老化失修严重，渠道缺少防渗技术，灌溉用水的有效系数仅为0.5左右.农田灌溉有一半的水在输水和田间灌水过程中浪费掉，因此，解决这一矛盾，是我们水利科研人员的责任和使命。 多年来，在各级政府的组织领导和广大农民群众的参与下，我市的节水灌溉技术已经应用到农业各项生产实践中，但是推广的还不普遍。为了加快节水灌溉技术的推广步伐，认真落实市委关于发展节水型农业的号召，更好的为“三农”服务，加快节约型社会建设，更扎实的在农村地区普及稻田节水灌溉技术，我们编印了《水稻栽培节水灌溉技术读本》，旨在“读本”的印发能够为想学习和了解水稻灌溉知识的广大基层工作者和农民提供一些指导和帮助。我们相信，在基层农业、水利工作者和农民的共同努力下，水稻栽培节水灌溉技术一定会深入田间地头，为水稻增产和农民增收做贡献。 由于水平有限，“读本”中难免有错误或不当之处，敬请同行和读者批评指正。 铁岭市水利局科技推广中心 二○一○年五月三十日
文献综述 前言 本人毕业设计的论题为《基于单片机节水灌溉系统的设计》，随着我国农业技术的高速发展，在进行农业生产的过程中需要大量的水资源，而我国却是一个水资源严重缺乏的国家，水资源的整体利用水平仍还很低,灌溉水的利用率只有30％～40％,水分生产效率不足1 ㎏∕m3,仅为发达国家的一半。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段,我国目前主要局限于节水灌溉工程措施的推广和应用,而高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用,将输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情、作物需水规律等方面统一考虑,做到降水、灌溉水、土壤水和地下水联合调用,实现按需、按时、按量自动供水。因此,必须采用遥感、遥测等新技术监测土壤墒情和作物生长情况,对灌溉用水进行动态监测预报,实现灌溉用水管理的自动化、节约化、动态管理。而本文就是对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，所设计系统的核心是单片机和PC机构成的控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分进行实现。 本文根据目前国内外学者对的基于单片机节水灌溉系统的设计的研究成果，借鉴他们的成功经验，大胆的将单片机和PC机整合在系统中。这些文献给与本文很大的参考价值。本文主要查阅进几年有关基于单片机节水灌溉系统的设计的文献期刊。
张金波、胡钢、张学武、李致金、柯小干（2003）在《自动化控制系统在节水灌溉中的应用》介绍了以组态软件为开发平台,利用继电器输出模块,数字量输入模块等设备开发了农田节水灌溉自动化控制系统,该系统已在农田节水灌溉实际中得到了成功应用. 孙威、毛罕平、左志宇、伍德林（2007）在《基于单片机的节水灌溉自动控制器的设计》中以单片机为核心,研制了一种节水灌溉自动控制器;介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路、通信接口等以及软件的设计. 王晓健（2010）在《单片机模糊控制节水灌溉系统设计》中介绍了灌溉控制系统的组成及工作原理,以单片机为核心控制芯片,设计了一套节水灌溉控制系统,并对其决策过程进行了具体分析. 张兵、袁寿其、成立、杨春明（2004）在《节水灌溉自动控制器的设计与研究》中论述了一种自动化节水灌溉控制系统的硬件设计、外部连线及其使用功能.系统控制器以与8051完全兼容的GMS90L51单片机为核心,采用计算机分布式管理;系统有传感器自动闭环控制、手动/半手动控制、微机超控等多种工作方式;系统能够实现自动化灌溉,具有排水警示、实时时钟、历史数据查询、数据上传及双向通信等功能. 张兵、袁寿其、成立（2003）在《节水灌溉自动化技术的发展及趋势》中论述了自动化技术在灌溉管理中的重要性,详细介绍了以色列、美国、澳大利亚及我国自动化技术在灌溉中的应用现状及存在的问题,讨论了一些新技术,如模糊控制、神经网络、专家系统等在节水灌溉控制中的应用,并对节水灌溉控制技术的发展趋势进行了探讨. 朱张青、曹成茂（2001）在《多用途节水灌溉控制系统研制》中介绍了一种以单片机控制为核心,能适用于多种农作物的节水灌溉控制系统. 苏崇峰、陈进昌、刘祥金、王永兰（2002）在《节水灌溉自动控制及管理系统研究》从节水灌溉控制与水费管理两个方面介绍了本系统在节水灌溉中的应用,着重介绍了控制过程;对节水灌溉的控制以及计算机、PLC、数字水表、数据采集都进行了详细地介绍;通过本系统的实施,可以从根本上解决节水灌溉重建轻管的弊端. 吴维雄（2004）在《试论计算机在节水灌溉中的应用》中介绍了随着精确农业技术革命的发展,节水灌溉中增加了精确灌溉的内容.通过计算机控制实施相
农业智能灌溉系统解决方案 农业智能灌溉系统又叫物联网智能滴灌控制系统，是托普云农为实现现代农业所提倡的节水、节肥、省力、高效而研发出的一种自动化控制灌溉浇水系统。 农业智能灌溉系统是将灌溉节水技术、农作物栽培技术及节水灌溉工程的运行管理技术有机结合，同时集电子信息技术、远程测控网络技术、计算机控制技术及信息采集处理技术于一体，通过计算机通用化和模块化的设计程序，构筑供水流量、压力、土壤水分、作物生长信息、气象资料的自动监测控制系统，进行水、土环境因子的模拟优化，实现灌溉节水、作物生理、土壤湿度等技术控制指标的逼近控制，从而将农业高效节水的理论研究提高到现实的应用技术水平。农业智能灌溉系统实用性强，灌溉定时定量，适用范围广，功能强大，操作简单，可广泛应用于粮食、蔬菜、花卉、果树、大棚等灌溉管理。 一、农业智能灌溉系统组成： 浙江托普物联网研制的农业智能灌溉系统由首部枢纽、管路和滴头组成。 1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。 2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。 3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。
二、农业智能灌溉系统系统工作原理： 1.灌溉控制 灌溉分为人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,不论哪一种控制方式,当达到灌溉开始条件时,先打开田间阀和主控阀,然后启动水泵,开始进行灌溉。当一组阀门灌溉结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在灌溉的阀门(水泵一直处于运行状态)。当所有需要灌溉的田间阀灌溉完毕,先关闭水泵,再关闭主控阀和田间阀,这样,一个灌溉过程结束。 2.营养控制 营养液控制方式也分为人工干预、定时定量、条件控制三种。当进行营养液时,计算机系统根据选定的配方和已设定好的营养液PH、EC值,利用文丘里注肥器进行水肥混合,同时在线实时监测混合营养液的PH、EC值,根据PH、EC设定值与检测值之间的偏差来调整混肥阀的注肥频率,在短时间内使营养液的检测值和设定值之差达到允许的范围内。当一组田间阀门结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在运行的阀门。当所有需要的田间阀完毕,先关闭泵和水泵,再关闭正在运行的所有阀门,结束控制。 3.过滤器自动反冲洗控制 过滤器反冲洗有2种控制方式,一种为自动控制,一种为计算机手动控制。自动控制是利用差压开关监测过滤器进、出口两端差压,当过滤器由于堵塞,两端差压达到设定值时,立即中断当前的工作,对过滤器组依次进行反冲洗,冲洗时长可任意设定,冲洗完毕,恢复系统原来的运行状态。过滤器反冲洗手动控制是当认为过滤器需要反冲洗时,通过启动反冲洗程序界面上的启动键,随时可进行过滤器的反冲洗,冲洗方式与自动控制相同。 4.优先权控制
论述水稻节水控制灌溉技术 摘要：作为我国主要的种植物种，水稻在近几年来产品颇丰，究其原因就在于各种新式科学技术的合理应用促进了水稻的生长，其中水稻节水控制灌溉技术的作用是非常明显的。我们通过试验可以证明，水稻节水控制灌溉技术的应用相比于常规的灌溉技术而言，将使控灌区增产 7．8％，节灌区增产 5．5％。同时水稻节水控制灌溉技术还可以促进水稻的发育，使水稻抗病、抗倒伏，进而提升水稻的产量与品质，为人们带来安全健康的可食用粮食。基于此，本文将对水稻节水控制灌溉技术进行详细的分析，希望可以为我国农业的发展带来一定的帮助。 关键词：水稻节水；控制灌溉技术；论述 对于水稻节水灌溉技术而言，国家相关方面的政府部门也是高度重视，并提出了水稻节水控制灌溉技术的示范推广工作，主要的目的就在于对水稻灌溉技术进行革新，开发出田间节水潜力，促使田间灌溉的水资源得到节约的同时，可以极大的提高水稻产量与品质，进而为农民带来超高的经济效益。因此，本文下面将详细的介绍实际的水稻节水控制灌溉技术应用的试验与结果，并从控灌区和节灌区量方面阐述该技术应用的好处，想玩可以为相关工作人员带来一定的参考与借鉴。 1、水稻节水控制灌溉技术原理 控制灌溉技术既不属于充分灌溉，也不属于非充分灌溉。该技术理论认为，在水稻生长发育过程中，适度进行水分胁迫，会使水稻产生一定的耐旱性，而且不会导致减产。其基本原理是，基于作物的生理生化作用受到遗传特性和生长激素的影响，如果在水稻生长发育某些阶段主动施加一定程度的水分胁迫，可以发挥其自身的调节机能和适应能力，能够引起同化物在不同器官间的重新分配，降低营养器官的生长冗余，提高作物的经济系数。同时，通过对水稻内部生化作用的影响，改善作物的品质，起到节水、优质、高效的作用。 2、水稻节水控制灌溉技术推广的必要性 众所周知，我们乃是一个农业大国，农业的发展是离不开水资源的支撑的。而据相关的数据调查，我国水利工程每年可以供水170亿m3，其中农业用水量就占据了159亿m3。而在农业用水量中最巨大的便是水稻灌溉，其用水量为150亿m3，已经占据农业用水量的93%，同时占据社会总水量的70%。并且水稻灌溉的水资源浪费也是非常明显的。水稻的生理需求水量为4500~6000m3/hm2,灌溉用水效率却仅有0.4左右，为此就需要我们重视节水灌溉工作。现今我国采取的节水灌溉工作主要分为了工程节水措施与非工程节水措施，而水稻节水控制灌溉技术技术属于非工程节水措施。我们想要大力的推广水稻节水控制灌溉技术，就需要先对其应用进行实际的试验，从而明确其应用的利与弊，这样就可以大力的促使我国水稻增产的同时节约不必要的水资源浪费。 3、材料与方法 3.1 试验方法 采用田间小区试验，共设置 3个处理，分别为控制灌溉、节水灌溉和常规灌溉三个小区。各小区的移栽、密度、植保、用肥等技术措施均相同，灌溉时各小区单排单灌，每处理面积为 1.5亩。控制灌溉：泡田期控制土壤含水量下限为饱和含水量的 85% ；花达水返青，于插秧后 7-10d 灌第一次 20mm 水层；分蘖初、中期灌水上限为 20-50mm，下限为饱和含水量的 90% ，蓄雨深度不超过 50mm；分蘖末期适时晒田，上限为饱和含水量，下限为饱和含水量的 80% ；拔节孕穗至
摘要：黑龙江省地处我国东北地区的最北面，属于冬季高寒地区，由于纬度比较高，每年的光照和积温不足，导致该地区的农作物生育期比较短。目前水稻已经逐渐成为黑龙江省主要粮食作物，因此，如何提高高寒地区水稻生产技术水平已经成为广大农业技术工作者的工作重心之一。 关键词：高寒地区；水稻；高产；栽培技术 中图分类号： s16；s51 文献标识码： a doi编号： 10.14025/https://www.doczj.com/doc/b62674618.html,ki.jlny.2016.13.013 东北地区最初是以旱作杂粮为主的地区，但是随着生产条件的变化，作物比例结构也随之发生了变化。水稻已经成为东北区的主要细粮作物之一。笔者根据多年工作经验积累，总结出一套科学的水稻栽培技术，本文就东北高寒地区水稻高产栽培技术要点进行了阐述，以供参考。 1品种选择与种子处理 选择适于当地气候的水稻品种，由于东北地区积温不足，高温季节比较短，因此应当选择生育期相对比较短，抗低温的早熟优良品种。播种前应对种子进行浸种处理，先用盐水漂种清除不饱和种子，洗净后再用浸种药剂（施保克、使百克、咪鲜胺）浸种。 2苗床准备 东北寒地一般是在秋季做苗床育种，苗床地应选择背风、向阳、离水稻田地近、四周设排水沟、有水源、管理较好的平地，苗床环境要求床土通气、透水、保温。 3培育壮苗 育苗营养土可用水稻壮秧剂配制，配制后撒放在苗床上，确保其平整、细匀。为保证播种密度的一致性，可以选择播种期进行适量播种。播种完毕在苗床表层覆盖一层0.5～0.7厘米厚的营养土，然后进行微喷将苗床浇透水，水分完全渗透后对苗床进行封闭灭草。 东北高寒地区水稻育苗的最重要因素是温度，育苗床温度控制应为秧苗一叶期25℃～32℃、二叶期25℃～28℃、三叶期20℃～25℃，可以在离地面60厘米高的挡风膜上部放风控温。育苗过程中应积极防治秧苗青枯病、立枯病，一旦发现秧苗染病及时喷药。秧苗移植前应及时补充氮元素，同时要进行露天通风炼苗，提高秧苗的长势。为防止移栽后秧苗潜叶蝇为害，应喷施一次氧化乐果。 4插秧 秧苗移栽前应向苗床施入移栽送嫁肥，一般选用磷酸二铵，但不能过早施用，否则会对秧苗产生肥害。秧苗移栽前要将稻田进行旋耕整地，并在此之前施入基肥，伴随旋耕搅拌达到全程施肥、深层施肥的目的。由于农业机械化的普及，机械插秧已经在水稻种植中推广开来。东北地区的机械插秧密度一般为4～28万穴/公顷，要求株行距整齐一致，规格多为26×13厘米、30×10厘米。 5移栽后水肥管理 稻田的水层保有应以浅为主，水层浅可以保证水环境的温度与气温相当，同时水层浅可以保证土壤与外界的气体交换，从而促进根系生长。插秧的时候一般要求灌溉花达水，此项作业一定要防止漂苗现象的发生；插秧后一段时间，要进行大田灌水，深度一般为苗高的2/3，水层深度适宜能够达到护苗的目的从而加快秧苗的返青；秧苗返青后，稻田的水层深度应保持在3厘米左右，这样可以增加稻田的温度从而促进水稻的分蘖；水稻分蘖末期，生长相对比较繁茂的地块应当进行5～7天的晒田，以此来控制植株的长势，促进营养生长向生殖生长转化；如果植株的分蘖未能达到预期效果，应继续向稻田适当灌水促进植株分蘖；当水稻进入抽穗开花期的时候，应保持稻田的浅水状态，只要做到满足植株正常生长的生态需水即可；进入灌浆期后应对稻田进行间歇性灌溉，适当改善土壤的透气性，增强根系活力，保持叶的功能期；黄熟期应停止灌水。
摘要 水是生命的源泉，水是维系社会进步、生态环境和人类文明的基础因素，而我国水资源严重匮乏，农业节约水灌溉技术仍未得到很好的普及利用。我们必须进一步提高认识，抓紧完善节水灌溉的规划设计，大力推进节水灌溉技术的研究、生产和应用，以更好地服务“三农”推进社会的现代化进程。本文就此问题研究了单片机控制的节水灌溉系统，该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量的节水灌溉。 本文在设计中采用了微灌的节水灌溉工作模式。系统可以根据土壤湿度要求自动控制电磁阀开关，进行灌溉，还可以根据上位机指令进行灌溉。系统设计上选用AT89S52单片机为控制器，选用FDS-100湿度传感器检测土壤水分湿度。土壤湿度传感器检测出的土壤湿度信号经信号调理电路转换为电流信号传送到AT89S52，单片机将土壤湿度信号转换成数字量，根据用户设定的土壤湿度要求驱动电磁阀进行灌溉。本系统可以检测10路土壤湿度信息，可以控制10路水阀的开关。土壤湿度信息由8位LED显示器就地显示。系统设有CAN 总线接口电路可以与上位机通信。 本系统功能较为全面，使用方便，能够满足农业生产的基本要求，对于提高农作物产量、节约劳动力成本有重要的作用，对我国农业生产自动化有积极地意义。 关键字：节水灌溉；湿度传感器；土壤湿度；电磁阀
Abstract Water is the source of life, and it is the basic factors to maintain the social progress, the ecological environment and human civilization, but shortage of water resource of china and agricultural wa ter saving irrigation technology hasn’t been widely used well. We must promote the understanding further, and hurry to improve the planning and design of water saving irrigation, work hard on promoting the study of water saving irrigation technology and its production and application to better serve the three rural advancing the process of modernization of society. This article studies the problem of water saving irrigation system controlled by single chip microcomputer, the system can be of different soil moisture monitoring, and in accordance with the requirements of the crops on soil moisture of water saving irrigation timely, appropriate. This article adopts the water saving irrigation sprinkler irrigation in design mode. The system can automatically control the electromagnetic valve switch, according to the soil moisture requirements for irrigation, also can be used in irrigation according to computer instruction. The design of system using AT89S52 MCU as controller and using FDS-100 humidity sensor to detect soil moisture and humidity. Soil moisture soil moisture sensor signal detected by signal conditioning circuit converts the current signal is transmitted to the AT89S52, the soil humidity signal is converted into digital quantity, irrigation based on soil moisture set by the user requirement driving solenoid valve. This system can detect 10 of soil moisture information, switch can control 10 road water valve. The soil moisture information from 8 LED display display. System with CAN bus interface circuit can communicate with the PC. The function of system is more comprehensive, easy to use and it can meets the basic requirements of agricultural production, to increase the yield of crops, saving labor costs have an important role and it has positive significance for agricultural production automation in china. Key words:Water-saving irrigation; Humidity sensor; Soil moisture; electromagnetic valve
摘要 灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。就此，文章设计了以单片机控制为中心的模拟智能灌溉系统。该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并根据作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水。 单片机控制部分采用的是型号STC89C52的单片机，主要有显示单元、ADC 采集单元、RTC 单元、EEPROM 存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成。单片机可将电位器输出的模拟电压信号通过AD 转换成数字信号，通过 DS1302 芯片提供时间信息；通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能，再通过 LED 完成系统工作状态指示功能。实现了土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等基本功能。 关键词：智能灌溉，单片机
目录 第一章绪论 (1) 1.1 前言 (1) 1.2国内外现状 (1) 1.3智能灌溉系统的简介 (2) 1.4本次设计中担任的工作 (2) 第二章系统硬件电路的设计 (3) 2.1本设计任务和主要内容 (3) 2.2模拟智能灌溉系统框图 (3) 2.3 STC89C52单片机简介 (3) 2.4实时时钟模块 (5) 2.4.1 DS1302 基本功能 (5) 2.5按键模块 (6) 2.6模数转换模块 (6) 2.6.1PCF8591基本功能 (7) 2.7继电器的驱动模块 (8) 2.8数码显示模块 (9) 2.8.1数码管的简介 (9) 2.8.2锁存器M74HC573 (10) 2.8.3译码器74HC138 (10) 2.9存储模块 (11) 第三章原理图的设计 (12) 3.1Protel DXP的简介 (12) 3.2智能灌溉系统原理图的设计 (12) 3.2.1启动Protel DXP 2004 (12) 3.2.2电路原理图文件的新建和保存 (12) 3.2.3元件的查找和放置 (13) 3.3智能灌溉系统印制电路板（PCB）的设计 (16) 3.3.1新建印制电路板文件 (16) 3.3.2规划印制电路板 (16) 3.3.3将电路原理图文件传输到PCB中 (16) 第四章系统软件的设计 (21) 4.1流程图 (21) 总结 (23)