2019-02-02 09:04:10
“人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術體系”科技成果通過中國林學會科技成果評價。評價委員會專家認為，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，整體達到國際先進水平。
這項研究由中國林業(yè)科學研究院華北林業(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鍵技術問題，華北林業(yè)實驗中心蘭再平研究員率領的科研團隊從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2770畝。
“人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術體系”主要技術成果體現(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、設備監(jiān)測、實景監(jiān)測、實時監(jiān)測預警、現(xiàn)場互動、火情預測、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依據(jù)以及沿樹行鋪設一條滴灌管的設計方法，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)了人工林精細化滴灌施肥。
制定了《人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術規(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，用于指導林業(yè)生產(chǎn)單位學習、掌握和應用該科技成果。
目前，人工林智能滴灌水肥一體化栽培技術體系在北京、內(nèi)蒙古、寧夏、河北、浙江、山東、安徽、青海、甘肅、山西10省（區(qū)、市）推廣應用超過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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