國外節水灌溉系統研究現狀

　　自動化灌溉控制系統自 20 世紀 80 年代開始在美國、以色列等國家得到研究和應用，由于技術復雜、應用難度大、價格昂貴，控制灌溉設備最早主要應用于園林綠化.20 世紀 90 年代，計算機技術和通訊技術的飛速發展，使得構建自動化灌溉系統的難度、成本逐漸降低，從而使自動化灌溉控制系統在農田灌溉中逐漸得到應用。在國外，節水灌溉發展時間長，電子技術水平高，節水灌溉配套的自動控制系統較先進。

　　1. 1. 1 作物信息技術在灌溉系統中的應用

　　以作物信息技術為基礎，對作物水分狀況進行準確、快速和可靠評價，是現代農業精量灌溉工程系統的一個重要組成部分.Marsal 等通過研究植物水潛能進行灌溉控制，但其需人工測量且過程非常復雜不便實際應用.S. A. OShaughnessy 等以作物冠層溫度作為棉花灌溉的控制參數取得了良好的效果，棉花產量比人工經驗灌溉高出許多.Noble Abraham 等根據作物葉面溫度、作物含水量、土壤電導率和土壤含水量之間的關系，于 2000 年設計了基于作物葉片溫度和土壤電導率的自動灌溉系統，并得到推廣應用。

　　1. 1. 2 無線傳感網絡技術在灌溉系統中的應用

　　無線傳感網絡結構由傳感器節點數據處理決策部分和用戶接受裝置組成，其在農業中的應用是推進農業灌 溉 智 能 化 的 最 可 行 方 法 之 一.J. A. LopezRiquelme 等應用無線傳感器網絡技術進行水分管理，設計系統的軟件和硬件，并內置一個實時監測系統。

　　該系統能耗低、可靠性好，在應用過程中取得較好的效果［8］.2011 年，LI ZHEN 等使用混合無線傳感器和網絡執行器研發了閉環滴灌控制系統，共 10 個監測節點、5 個灌溉控制節點; 監測和控制節點能夠采集土壤不同深度的溫度、含水率和電導率，并據此進行水分自動灌溉控制.J. M. Blonquist Jr 研發了基于土壤水分傳感器信息反饋原理的 TDT 系統，并成功應用于城市綠化節水灌溉中，根據草坪根區土壤水分的動態變化和設定的土壤水分含量特定值進行自動灌溉，節約灌溉用水，降低灌溉成本。

　　1. 1. 3 人工智能技術在灌溉系統中的應用

　　人工智能技術包括專家系統、模糊邏輯系統及神經網絡技術等.Ahmed Rafea 等研究了基于知識自動獲取的水肥管理專家系統，解決了水肥灌溉的時間問題，并進行了大量的驗證試驗。試驗結果證明，該系統精度高，可靠性好［11］.M. Bahat 等在分析現有灌溉普遍存在的問題基礎上，研發了基于模糊控制的灌溉控制系統。該系統結構簡單，控制精度高.Abd-ulelah Al - Faraj 等以溫室內高羊茅生長數據為基礎，采用模糊邏輯建立了 FL - CWSI 水力檢測系統。該系統無需考慮作物冠層阻力、空氣動力學阻力和土壤熱通量等參數，適用于市售大部分微噴頭且可重新編輯控制程序.Huang Binbin 等使用神經網絡技術和模糊理論優化神經網絡參數，通過遺傳算法獲取節水灌溉最佳模型。該技術可避免模糊理論中人為干涉加權值引起的誤差，獲得較好的效果