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林业智能滴灌水肥一体化技术的应用 一部手机就可管控整个养护区

发布日期:2018-2-10 浏览次数:390

   无论人在哪里,只要有一部能上网的手机就可实现养护区的自动灌溉,更重要的是单次灌溉还能比常规灌溉节水84.4%至95.6%。此项技术不仅在林业方面大展拳脚,亦在生态修复、生态景观与城市园林养护、用材林培育、经济林培育、绿化大苗小苗培育、种质资源保存等领域赢得了一席之地。

  这就是由中国林业科学研究院研究员兰再平带领团队通过引进、消化、吸收、创新、实践,探索出的适合我国不同立地条件的智能滴灌技术。2013年12月,该项技术通过国家林业局科技司组织的科技成果鉴定。2014年被收录入“国家林业科技推广成果库”,作为国家林业局重点推广的林业科技成果,并入选国家林业局2016年重点推广林业科技成果100项。目前已在北京、内蒙古、河北、山东、宁夏、安徽、浙江等地推广应用,示范区面积超过1.7万亩,取得了很好的经济、社会和环境效益,为节水型现代园林发展,提供了坚实的技术支撑。
 
智能监测 提升效率

该技术与一般滴灌技术的最大区别之一,就是具备一套像人脑一样的“智能中枢”。研究人员利用互联网、物联网和云计算等现代信息技术,对滴灌系统进行现场和远程智能化管理。“系统可通过计算机、手机、Ipad等终端,对滴灌系统管理的植物进行便捷、高效的智能化灌溉,同时可自动监测气象、土壤等植物生长环境信息和植物生长过程信息以及有害生物发生信息,真正做到按需、按期、按量自动供给水分,提高科学灌溉的自动化管理水平,从而达到对种植区的精准灌溉、精准施肥、精准监测、精准收获,最终实现对种植区节水、节肥、高效的管理目标,以满足智慧林业和精准林业的战略要求。”兰再平向记者介绍。
  近年来,林业智能滴灌水肥一体化技术在生态景观与城市园林养护方面得到了很好的应用,极大地改善了苗木生长质量。2016年,北京植物园将该技术应用于月季圃内,不仅使花期延长了10天以上,开花量也增加了15%以上,而且花色更加鲜艳有光泽,在节约水资源和提高功效的同时,给游人带来了更美好的感官享受。此后,北京植物园在其顺义育苗基地也采用了该技术栽培月季、丁香、海棠、碧桃等园林景观树种,应用一年来,其生长量与常规栽培苗木相比提高了30%以上,可比预期提前一年为植物园内提供优质苗木。
  林业智能滴灌技术在生态景观与城市园林养护方面的应用,不仅极大地改善了苗木生长质量,同时还能大幅降低养护成本,提高管理效率。以北京市大兴区永定河故道沙地平原绿化生态景观林智能滴灌示范区为例,利用智能滴灌系统对370亩林地灌溉一次,只需要1人1口井,连续灌溉3天至4天即可完成,而采用常规沟灌一次则需要16人同时启用4口井,连续灌溉7天才可完成。北京市大兴区六合庄林场应用林业智能滴灌水肥一体化技术养护平原生态景观林,比常规养护节约水资源60%、节省电量50%,景观林的林木蓄积生长量提高70%以上,并且大大节约劳动力,提高了管理效率。
 
应用前景可期

“除了在生态景观与城市园林养护方面表现优异,林业智能滴灌水肥一体化技术还在生态修复、绿化大苗及小苗培育、用材林培育、绿化大苗及小苗的培育等方面表现不凡。”兰再平向记者介绍。
  生态修复 在生态修复方面,该技术可应用于干旱、半干旱地区的生态修复,利用当地有限的地表和地下水资源,在困难立地上恢复森林植被,以内蒙古包头市大青山智能滴灌示范区为例,智能滴灌条件下的樟子松幼林年树高生长量达到了40厘米至50厘米,比常规灌溉管理高出1倍以上。可在10年内形成樟子松森林植被,而常规灌溉管理下则需要20年以上。
  绿化大苗及小苗培育 该技术应用于绿化大苗及小苗培育,可快速提升其生长量。以内蒙古包头市九原区智能滴灌培育的榆树大苗为例,2.5年生苗木树高可达5米以上,米径可达4厘米以上,比当地常规育苗的生长量高出50%以上。滴灌栽培的榆树苗,预期4年生苗,可达到绿化工程苗标准(米径≥8厘米),而常规育苗则需要6年以上才能达到工程苗标准。
  应用林业智能滴灌技术养护园林绿化小规格苗木获得的成效更优于大规格苗木,即:在智能滴灌水肥一体化养护条件下,小苗可快速长成大苗,树冠发育良好,且后期的生长量会超过直接应用的大苗。园林中应用小规格苗木,不但能保持美观的原生冠(大规格苗一般要截干或修剪种植),还可降低苗木成本,保证种植成活率。
  林木种质资源保存 该技术应用于林木种质资源保存,可为来自不同气候区和土壤条件下的异地保存林木种质体提供适宜的水肥条件,使种质资源保存库中的各类木本植物能够正常生长发育,从而最大限度的发挥其林木种质资源异地保存和育种基因库的功能。
  用材林培育 该技术应用于用材林培育,可在立地条件较差的河流故道沙地或河滩地上培育优质高产用材林。以北京市大兴区永定河故道沙地上智能滴灌栽培的107杨人工林为例,6年生林分胸径和树高分别达到17.8厘米和19.15米,蓄积量达每公顷116.68立方米,比当地常规灌溉栽培的杨树人工林生长量高出1倍以上。
  经济林培育 该技术应用于经济林培育,能够显著提高其产品产量和品质。以陕西省千阳县智能滴灌栽培的矮化密植苹果园为例,定植后第5年产量就达到了每亩地4000公斤,比当地常规栽培的苹果园产量提高了20%左右;该果园生产的苹果着色均匀,可溶性固形物含量比常规栽培的果园高1%至2%。
  “我们正在给一家园林公司设计一款专门用于多层次植物配置的智能滴灌系统,从目前各方面的实验数据显示,能够实现给不同植物同时供给不同的水肥,其精细化程度相对于果树来说要更容易实现。”兰再平说,这也是他们现在以及未来努力的方向———更加智能。这种智能将在不同区域的不同植物上共同实现更加精细化的管理。“我们在全国建立的20多个试验示范区,就是为了取得更加详尽的技术数据,以使该项技术能够得到不断完善和提升。我们期待着林业智能滴灌水肥一体化技术,在我国园林种植及养护上得到迅速推广和应用,实现我国园林产业的技术升级。”兰再平补充道。
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智能滴灌(上)与常规灌溉(下)对比

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