2024年5月拍攝的中國農業大學北京通州實驗站果村示範田。
智慧滴灌雲平臺。採訪對象供圖
清晨，中國農業大學北京通州實驗站的示範田裏，執行站長陳偉傑早已忙碌起來。不僅是為了展示新發芽的冬小麥，更是為了揭秘埋藏於田間的一項重大創新——由中國農業大學農業高效節水技術與裝備團隊自主研發的“輕簡化智慧滴灌系統”。
“我們提供的不是晦澀難懂的‘武林秘籍’，而是一套易於掌握、便於推廣的‘技術套餐’。”陳偉傑表示，“任何地區只要根據自身氣候、土壤、品種、水質條件加以調整，就能實現節水增産的目標。”
在通州區深耕十餘年，如今中國農業大學北京通州實驗站的技術推廣已遍佈全國多省。近五年來，實驗站不僅承擔了20多項省部級以上科研項目，還獲得了65項國家發明專利，一座農業“節水矽谷”正在崛起。這裡不僅是技術研發的高地，更是智慧農業成果轉化的“橋頭堡”。
滴灌帶裏暗藏技術乾坤
跟着陳偉傑蹲在田埂邊，目光聚焦在一個不起眼的黑色“出地樁”上。
它一端深扎土裏，與地下供水管網和泵房控制首部相連，另一端通過控制閥與地面鋪設的編織軟帶相連。主管道中的水，通過編織軟帶上均勻分佈的預製孔，經過“旁通”這個“岔路口”，精準分流到田間的銀色滴灌帶中，最終從滴灌帶上的微小孔洞悄無聲息地滲入作物根際的土壤，完成一次對麥苗的精準哺育。
“滴灌是現代農業的底盤技術，也是最高效的節水灌溉方式。”陳偉傑抓起一把濕潤的泥土説，“我們輕簡化智慧滴灌技術成功破解了農業節水與作物高産難以兼顧的難題。”
看似簡單的滴灌系統，實則蘊含多項技術創新。陳偉傑輕輕捏起一段滴灌帶，指着上面幾乎看不見的小孔説，“這裡藏着我們攻克的核心技術——高效抗堵塞灌水器。它內部採用獨特的‘分形流道’設計，像迷宮一樣讓水流迂迴流動，既能減壓控速，又能通過形成的漩渦自動清洗流道壁，大大提升了抗堵塞能力。”
他進一步解釋道，這項突破來之不易，“我們團隊測試了5種水源、32種肥料，做了2800多次試驗，才破解了灌水器堵塞的機理。現在這個小流量灌水器，最小流量能達到0.8升/小時，比傳統産品降低了30%，但抗堵塞性能反而提升了4.8%到9%，達到了國際領先水準。”
田間的銀色滴灌帶在陽光下泛着金屬光澤。陳偉傑補充：“這種特殊材料和工藝不僅防鳥啄、防鼠蟲咬，還具備防根系入侵功能。更重要的是，小流量設計讓單根滴灌帶鋪設長度從傳統的50米延長到180米，田間閥門數量減少了60%以上，真正實現了系統的輕簡化。”
“我們配套研發了專用農機系統，實現全程機械化作業。”高效節水技術與裝備團隊博士匡乃昆指着田間介紹：“播種時，一體化農機同步完成播種、施肥、鋪設滴灌帶和覆土；待到作物收穫時，還有專門的回收農機將滴灌帶整齊捲起。這些回收的滴灌帶經過專業處理後可以重新造粒，再次用於生産新的滴灌帶，實現了資源的迴圈利用。”
雲平臺精準調度數萬畝農田
在實驗站的指揮中心，整面墻的電子大屏實時顯示着全國各地的農田數據。“這個智慧滴灌雲平臺如同‘智慧大腦’，通過物聯網技術連接着分佈在全國的4.6萬畝農田，統籌調度着北京的小麥、新疆的棉花、黑龍江的玉米等13個大型灌溉工程。”高效節水技術與裝備團隊博士後劉暢輕點滑鼠，平臺界面躍然屏上。
他進一步解釋道，雲平臺構建了一個完整的智慧管控體系：田間部署的各類感測器實時採集土壤濕度、溫度、電導率等數據；低功耗無線傳輸節點確保在複雜農田環境下穩定通信；雲端系統融合氣象預報、土壤墑情和作物生長模型，既能運用傳統作物需水規律，又借助AI演算法優化施肥配方。“我們為農民提供精確到每一塊田的操作指南，包括何時灌溉、灌多少水、施多少肥。傳統‘看天澆水’正逐步讓位於‘數據驅動、雲端決策、精準執行’的現代灌溉模式。”
“這個系統的智慧之處還體現在自適應調節能力上。”劉暢補充道：“平臺能夠根據作物不同生育期的需水需肥特性，自動調整灌溉策略。比如在苗期採用小流量高頻次灌溉，在生殖生長期保證水肥充足供應，在成熟期則適當控水提質。”説着，他展示了平臺上的智慧預警功能，“當系統檢測到某塊田土壤含水量低於設定閾值，或者設備運作異常時，會自動發送警報，並生成處置建議。”
更重要的是，平臺採用低代碼開發，操作簡便。農戶通過手機App就能實時查看田間數據，甚至遠端控制灌溉。系統還充分考慮了地域差異，在北方乾旱區側重節水抗旱，在南方季節性乾旱區則注重適時補灌，實現了“一地一策”的精準管理。
打造全國農業節水“樣板間”
從北京通州到新疆棉田，從內蒙古草原到廣西蔗海，輕簡化智慧滴灌技術正滋養着萬里沃野。中國農業大學北京通州實驗站紮根北京通州區，作為技術策源地，在這裡研發成熟的21套大田作物節水高産滴灌技術模式，已在全國建成2個萬畝示範區、4個千畝示範區。
“在通州，我們不僅做技術和裝備的研發，更要做成熟模式的標準化輸出。”中國農業大學水利與土木工程學院院長、高效節水技術與裝備團隊負責人李雲開教授説，“通州樣板的作用，就是把複雜技術轉化成各地都能複製的‘技術套餐’，讓北京研發的智慧裝備和節水模式在全國快速落地。”
他列舉了一組令人振奮的數據：“在新疆生産建設兵團第七師1.3萬畝示範區，採用我們的技術後，滴灌帶鋪設長度從50米延長到110米，閥門數量減少65%，每畝節水37-44立方米，增産8.6%-18.9%。在東北、華北、西南等不同生態區，我們都實現了節水12%-40%、節肥9%-15%、增産6%-40%的顯著效益。”
李雲開表示，這套系統是農業新質生産力的生動體現，它推動農業生産從經驗依賴轉向數據驅動，為實現“藏糧於技”提供了關鍵技術支撐。“作為首都的農業科技工作者，我們要把通州打造成全國農業節水的‘樣板間’，把‘北京方案’輸送到全國。”
這座引領全國節水農業創新的實驗站，於2012年由中國農業大學與通州區政府攜手共建。通州獨特的區位優勢和政策支援，為科研創新提供了理想土壤，使其成為連接首都科創資源與華北農業現實需求的橋梁。
展望未來，實驗站的創新步伐正在加快。2025年新成立的智慧節水農業産業研究院將與實驗站、737畝智慧農業應用場景形成“創新閉環”，共同推動智慧節水農業邁向新高度，為中國現代農業發展注入新動能。（張佳琪）
