新疆维吾尔自治区阿克苏地区阿瓦提县位于天山南麓、塔克拉玛干沙漠北缘，为全国优质棉花生产基地、中国最大的长绒棉生产基地，有“中国棉城”“中国长绒棉之乡”美誉。近年来，为推动棉花等主导产业提质增效，阿瓦提县大力发展智慧农业，其中，威茂农作物种植农民专业合作社作为指导扶持对象之一，于2023年初实施“智慧农业自动化水肥一体化灌溉”项目，探索应用小流量精准滴灌技术，实现了棉花生产降本增效。 

　　一、实施背景 

　　为精准调配水肥资源，降低生产成本，提高生产效率，2023年6月，合作社向阿瓦提县农业技术推广中心提出申请，通过了“智慧农业自动化水肥一体化灌溉”项目预审。合作社流转的2000亩耕地，在前期已开展小田并大田、土地平整、改造地下管网工作，具备一定的生产基础，为项目实施提供了应用场景。 

　　为顺利实施项目，合作社与新疆飒博尔农业科技有限公司开展技术合作，制订了短长期目标。短期目标是建立完善的农田水肥一体化自动灌溉标准化体系，实现灌溉与施肥的精准控制，提高水肥利用率。长期目标是形成可复制、可推广的智慧农业标准化模式，在更大范围内推广应用，推动农业生产智能化、标准化、高效化发展。 

　　二、智能设备及软件配置 

　　1.无线智能网关。基于广域网LoRa协议的智能网关，汇聚田间智能阀门、智能水肥一体化设备等智能设备的通信节点，将这些节点的实时数据上传到云平台，实现灌溉设备的实时监测与远程控制。 

　　2.土壤墒情监测站。24小时在线监测、自动采集和实时上传土壤墒情数据到云平台，生成数据报表，进行统计分析。 

　　3.小区域气象站。支持各类通用传感器的接入，集气象数据采集、存储、传输于一体，通过无线网络将数据传输到智慧农业平台。 

　　4.智能电动阀。在田间灌溉片区布设智能电动阀门，实现远程开关状态的控制和物理状态的实时反馈。 

　　5.多光谱巡田无人机。无人机航拍图像可以识别农田的基本空间信息，包括肉眼无法发现的病虫害、细菌侵袭，并标出问题区域。 

　　6.虫情监测系统。集害虫诱捕和拍照、环境信息采集、数据传输、数据分析于一体，可实现害虫诱集、分类统计、实时报传、远程检测、虫害预警和防治指导的自动化、智能化。 

　　7.移动客户端APP。通过手机、平板等移动设备，实现物联网监控、实时预警、实时数据、自动化控制等，随时掌控灌溉管理。 

　　三、小流量精准滴灌系统的运行 

　　在田间铺设小流量滴灌带（滴头流量0.375～1.38升/小时），基于智能设备及软件构建小流量精准滴灌系统，将灌溉和施肥融为一体，按照土壤养分含量、作物种类的需肥规律和特点，借助压力系统，通过管道和滴头将水溶肥按比例直接供给作物。 

　　（一）主要功能 

　　1.远程操作。可通过移动APP或电脑客户端远程操作。 

　　2.本地操作。可在设备触摸屏上操作。 

　　3.数据采集。采集施肥量、已施肥量、待施肥量、剩余肥量并实时上传至云中心。 

　　4.自动停止。自动计量实时施肥量，达到用户设置要求时自动停止。 

　　5.施肥机报警。运行期间出现故障时，自动报警并通知用户。 

　　6.精准施肥。采取智能PID算法，施肥更加精准。 

　　（二）主要优点 

　　1.延长铺设距离，单条滴灌带可达200～300米，地面出水桩和输水带铺设减少60%。 

　　2.微小流量使水分缓慢渗透至作物根区，滴水滴肥纵向加深，排盐排碱显著，减少蒸发、径流和深层渗漏损失，出苗率提升25%。 

　　3.水肥纵向加深使得农作物根系发达，根深叶茂使得抗旱周期延长20%。 

　　4.滴水滴肥面积扩大，节水节电，农作物轮灌周期缩短30%。 

　　5.适应复杂地形，确保坡上、坡下滴水孔流量一致。 

　　6.同步施肥结合智能控制系统，实现按需滴灌水溶肥，减少养分流失，氮肥利用率达60%。 

　　7.持续微量灌溉纵向加深，减少化肥农药随径流进入水体，保护地下水，降低面源污染，减少土壤退化。 

　　8.配套高强预制孔水带、智能过滤器、智能施肥机、智能电动阀，节水节电且水肥利用效果更佳。 

　　（三）存在缺点 

　　1.抗堵塞能力弱、维护成本高。由于流量小，滴水孔孔径通常较细，容易因水质不佳（如水中含泥沙、藻类、矿物质沉淀、肥料颗粒）而堵塞，影响灌溉均匀性。为保证正常使用，需配备过滤系统以提升水质，增加了使用和维护成本。 

　　2.系统运行压力要求较高。小流量滴灌带在标准工作压力下才能保证滴水流量的稳定性，水压波动易导致滴水孔出水不均匀，影响整体灌溉效果，因此对压力精确控制要求很高。 

　　3.适用土壤类型受限。在沙质土壤中（含沙60%），纵渗速度大于横渗速度。小流量滴灌带因流量小、水分扩散较慢，易导致滴水孔之间局部滴水不均匀。相比之下，普通滴灌带（2.0～3.0升/小时）更适合多种土壤类型。 

　　4.初期投资较高。由于小流量滴灌带对水质和过滤器系统要求更高，可能需要额外的投资，如更精细的过滤设备，从而增加了初始投资。 

　　四、运行成效 

　　通过项目的实施，合作社棉花种植实现了节水节电和省时省力，节水15%以上，节电约50%，节约人工近50%；增产明显，亩增产棉花50公斤左右。项目的成功实施产生了明显的示范效应，带动周边农户积极采用该技术，半自动化水肥滴灌技术在合作社周边已推广近5000亩，小流量贴片式滴灌带在阿瓦提县已推广覆盖棉花种植总面积的60%。 

　　（新疆维吾尔自治区阿克苏地区阿瓦提县威茂农作物种植农民专业合作社供稿） 

　　来源：《中国农民合作社》期刊2025年9期