2019-02-02 09:04:10
“人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術(shù)體系”科技成果通過中國林學(xué)會科技成果評價。評價委員會專家認(rèn)為，這項成果將智能控制系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)和水肥一體化管理制度有機結(jié)合，在我國首次提出了完整配套的人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術(shù)體系，實現(xiàn)了人工林的節(jié)水、節(jié)肥、高效、環(huán)保的可持續(xù)經(jīng)營，整體達(dá)到國際先進水平。
這項研究由中國林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實驗中心主持完成。針對我國水資源短缺，林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營粗放、人工林生產(chǎn)力普遍低下等突出問題，瞄準(zhǔn)解決人工林滴灌局部灌溉理論與方法、人工林滴灌的智能化管理以及人工林滴灌水肥一體化管理制度等關(guān)鍵技術(shù)問題，華北林業(yè)實驗中心蘭再平研究員率領(lǐng)的科研團隊從2009年起，開始研究人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術(shù)體系，先后實施了國家級研究項目4項、國家級科技推廣（轉(zhuǎn)化）項目2項、省級科技推廣項目6項，研究地點布局到北京、內(nèi)蒙古、寧夏、山東和安徽5?。▍^(qū)），研究樹種和人工林類型涉及楊樹、刺槐等用材林，錦繡海棠、枸杞、文冠果等經(jīng)濟林，樟子松、榆樹、銀杏、欒樹、白蠟等生態(tài)景觀林以及衛(wèi)矛、海棠等綠化大苗，營建智能滴灌試驗示范林面積達(dá)2770畝。
“人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術(shù)體系”主要技術(shù)成果體現(xiàn)在6個方面：
研發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)的人工林滴灌智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)搭載了控制和采集芯片以及各類傳感器接口，支持NB-iot/LoRa低功耗網(wǎng)絡(luò)的萬能采集控制器，支持手機APP與系統(tǒng)軟件云平臺，具備植物生長環(huán)境因子監(jiān)測、灌溉管理、設(shè)備監(jiān)測、實景監(jiān)測、實時監(jiān)測預(yù)警、現(xiàn)場互動、火情預(yù)測、多用戶管理等八大功能。
揭示了滴灌栽培人工林局部灌溉條件下的根系分布規(guī)律，據(jù)此提出了滴灌栽培人工林局部灌溉的科學(xué)依據(jù)以及沿樹行鋪設(shè)一條滴灌管的設(shè)計方法，解決了長期以來存在的人工林滴灌系統(tǒng)灌水器布設(shè)不合理的問題。
提出以滴灌栽培人工林吸收根主要分布土層含水率的年變化規(guī)律作為科學(xué)灌溉的依據(jù)，實現(xiàn)了滴灌栽培人工林在整個生長季內(nèi)的精準(zhǔn)灌溉。
提出了以單次有效灌溉時長（灌溉量）及沿樹行滴灌管下土壤濕度傳感器指示出的土壤含水率為指標(biāo)制定人工林灌溉制度的方法，制定了不同土壤類型人工林的智能滴灌灌溉制度。
提出了以林木生長量為目標(biāo)的人工林對氮、磷、鉀營養(yǎng)元素的年吸收量為依據(jù)制定滴灌施肥制度的方法和以果實產(chǎn)量為目標(biāo)的人工林在各生長發(fā)育期對氮、磷、鉀營養(yǎng)元素年吸收量為依據(jù)制定滴灌施肥制度的方法，制定了楊樹、刺槐等用材林和蘋果、枸杞等經(jīng)濟林的滴灌施肥制度，實現(xiàn)了人工林精細(xì)化滴灌施肥。
制定了《人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術(shù)規(guī)程》，包括智能控制系統(tǒng)的組成與功能，人工林滴灌系統(tǒng)的設(shè)計、運行與維護，智能滴灌栽培人工林的灌溉制度及其制定方法，智能滴灌栽培人工林的施肥制度及其制定方法等內(nèi)容，用于指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)單位學(xué)習(xí)、掌握和應(yīng)用該科技成果。
目前，人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術(shù)體系在北京、內(nèi)蒙古、寧夏、河北、浙江、山東、安徽、青海、甘肅、山西10?。▍^(qū)、市）推廣應(yīng)用超過3萬畝，實現(xiàn)節(jié)水40%-60%，提高勞動效率80%以上，增加林木生長量和經(jīng)濟林果實產(chǎn)量30%-160%。以10年為運營周期的投資內(nèi)部收益率提高了5%-32%，每年增加利潤（用材林、經(jīng)濟林、綠化大苗）1462萬元，每年節(jié)約成本（生態(tài)景觀林養(yǎng)護）388萬元，經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益顯著。
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