解锁智慧农水新姿势精确掌握各种瓜果蔬菜的用水量和施肥量

2021-07-29 15:01:11 来源:新金融观察

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农业用水是名副其实的用水大户。近年来,天津加大农业产业结构调整力度,大力发展节水灌溉技术,同时不断加大农村污水处理设施建设。农村节水设施的建设摒弃了传统农业水资源浪费的弊端,节省了成本,改善了生活环境,让农民尝到了新技术的甜头。

灌溉新方式

管理人员只要看一眼屏幕,就知道作物是否需要“喝水”、缺少哪些微量元素、急需施哪种肥;手指轻轻点击遥控装置,水通过遍布田间地头的各式管网输送到种植区,以不同方式给植物“喂水喝”……在天津,农民的用水观念有了180度的转变,告别大水漫灌,走上科学、精细化灌溉的节水道路。

天津市武清区南菜镇的天民农业园,把“黑科技”运用到作物灌溉上。“用了水肥一体化滴箭后,瓜果蔬菜的口感和品质都大大提升了,今年的黄瓜还得了奖呢。”农业园的老刘(化名)得意地对新金融记者说,今年他在2021年度首届“京津冀鲜食黄瓜擂台赛”华南旱黄瓜型评比中荣获一等奖,得到了武清区农委的高度认可。目前天民产业园用上水肥一体化节水灌溉设施的大棚共400亩,以前用漫灌的方式每亩需要500立方米水,改造成管道地面灌溉后,每亩平均节水150立方米,节水30%。“省水、省肥、省工时,我们决定再追加500万元来继续改造农业园。”

天民农业园的节水灌溉设施全部来自于一家国内农业节水领域的龙头企业——大禹节水(天津)。走进大禹节水(天津)位于武清区的智慧生态农业示范园,新金融记者看到了立体水培(营养液循环使用)、平面式水培(营养液循环使用)、地上滴灌、移动式喷灌、潮汐灌溉、滴箭、旋转微喷灌、膜下滴灌、小管出流灌溉、铜祛根地下滴灌技术、压力补偿式滴灌技术、园林微喷灌溉技术、家庭阳台灌溉技术等13种高效节水灌溉技术。与此同时,配合水肥一体化技术、物联网监控技术、智能调控技术、病虫害防治系统等,可以精确掌握各种瓜果蔬菜的用水量和施肥量,升级智慧农业。

在以芥菜为主的滴灌带栽培区,水从两条黑色的滴灌带一滴一滴流入土中;在黄瓜栽培区,水通过一个个深入土壤的箭头状插管,直达植物根部;花卉景观区则以喷灌的方式为主,一个个柱状喷头将水均匀喷洒在花瓣上;草莓大棚内,一个个小喷头温柔地给草莓根部“注水”……“私人定制”式的灌溉模式,大大提升了水资源的利用率。

“大水漫灌很多水是被蒸发掉的,作物真正利用的水量很少,我们通过滴灌带或者滴箭引流,水一滴一滴地进入到植物的根系当中,让植物的根系直接吸收水和肥料。”大禹节水(天津)智慧大棚农业工程师常俊向新金融记者介绍说,“设施农业采用铺设滴灌带的方式,可以比大水漫灌节水80%。如果是大田农业采用这种方式,有效节水率也能达到60%。”这样的一种滴灌带,铺设成本根据种植作物种类不同,从几百元到1000元每亩不等。

除此之外,新金融记者还在示范园看到,传统的水培模式,可以配合循环过滤系统,收到“不浪费一滴水”的效果。循环过滤装置通过抽取井水或地表水进入源水箱,经过过滤、反渗透后,将净水引入净水箱,通过水肥一体化系统进行灌溉。将灌溉后的循环液沉淀进行收集,通过臭氧消杀后,可以再次循环,达到废液再利用。

这些节水灌溉设施,都是大禹节水(天津)自主研发生产的。“目前厂区内生产滴灌带的生产线有25条,每条线每天可以生产滴灌带20万米。另外还有注塑机18台,年设计产值在10亿美元,产能规模在国内是最大的。”大禹节水(天津)生产车间主任胥明亮对新金融记者表示,“生产车间自动化程度很高,以前一个人最多操作两台注塑机,现在最多可以操作六台,可以实现自动筛选、自动分拣、自动称重、自动计量、自动封箱。”“十四五”期间,大禹节水还将建设100万亩设施农业产业园。

污水变清水

污水资源化利用可以减少新鲜水的取用,在节约水资源的同时,还可以保障生产生活用水需求,是行之有效的节水途径。

在大禹节水(天津)的厂区,新金融记者看到了一个小型污水处理站,该装置每天可以处理污水20吨,厂区的一栋宿舍楼、三栋家属楼和一栋办公楼的生活污水,通过管网收集到处理站,经过处理后直接用于厂区植物的灌溉。

近年来,大禹节水(天津)努力在农业节水灌溉、农村污水处理、农民饮水安全等方面提供全产业链解决方案,承担了多项国家级重点工程项目。眼下企业正在为武清区和西青区作全域节水规划。根据差异化需求,量身定制系统化解决方案确保将农户厕所废水、洗浴废水、洗衣废水和厨房废水等“四水”全部纳入收集处理系统,处理后的水质排放标准达到地标一级标准。

2018年初,大禹节水中标天津市武清区农村生活污水处理工程PPP项目,总投资为15.85亿元。目前武清区农村生活污水处理工程PPP项目已顺利竣工,累计新建污水处理站282座,总处理规模3.13万吨/日,铺设管道1800公里,新建检查井10.8万座,入户11万户,并已顺利通过区级、市级验收。

据了解,该项目是国内首批进入运营期的农村污水处理项目。该项目对武清区301个规划保留村全面开展污水处理设施建设,将农户使用产生的厕所污水、洗衣废水、洗浴废水及厨房废水等四类污水和村内公共场所产生的生活污水全部纳入收集处理系统进行处理。

农村污水处理项目分散广,且偏远,工作人员难以在岗值守,一旦出现设备运行故障,维护人员难以及时到位进行排查。巡检工作人员进行巡检工作时,目的性不强,难以有详实巡检计划作支撑,且对于巡检过程上级领导无从考证,对厂站正常运行带来了较大隐患。工作人员的综合文化水平受农村自身发展水平、地理位置、交通条件、工作环境等因素的影响,严重缺乏管理经验,需要专业技术渠道辅助管理。

大禹节水(天津)为此项目制定了切实可行的运营管理长效机制,设置专业的机构进行运营、巡检及维护。实行智慧化运营、自动化管理,即采用“1+N管理模式”(全自动运行+无人值守+远程监控+定期巡检)的农村污水运营模式。通过在线监控系统、视频监控系统、动态控制系统和工作状态在线系统的集中应用,开发环境智能监控平台,使整个污水处理系统具有实时监控、数据采集、分析、命令、调度和故障排除等功能,实现了项目低成本、智能化、高效运营。目前污水管网收集率达到90%以上;农村生活污水治理设施正常运行率和完好率分别达到98%和95%,新建污水处理设施全部达标排放。

在样本实验室,新金融记者将污水进水口的样本和排放口的样本进行对比。可以明显看出,污水进水口取出的未经处理的污水水体发黑,并带有悬浮物和刺鼻气味,处理后的水水质透明清澈,无刺鼻气味。“每天都会有工作人员抽取样本,观察设施是否正常运行,处理过的水是否达标。一旦有异常情况,马上上报以及派工作人员处理。”大禹节水(天津)相关负责人对新金融记者表示。

生活污水处理后,通过节水灌溉产品以及智慧水务系统用于绿化灌溉、农田灌溉,实现水资源的高效再利用。武清项目通过梯次推进实施农村污水处理,开展“厕所革命”,采取综合措施恢复水生态,逐步消除农村黑臭水体,提升了流经本地的大运河水质环境,使得村庄整体环境得到很大提升。村庄依托临近京滨工业园、武清区城区的地理优势,积极发展农家乐、特色餐饮、休闲旅游等多种产业,提振了当地经济,增加了农民收入,从环境到经济全方位提升居民的幸福感。

破题硬约束

农业灌溉水源短缺是天津市农业发展面临的硬约束,特别是南部盐碱地区灌溉水源紧缺已成为制约农业发展的突出短板和关键瓶颈,随着天津市节水控沉规划实施,在“十四五”时期,要紧紧扭住实施农业综合节水利用技术这一牛鼻子,加快农业高效节水技术装备应用推广,提高水资源利用效率,拓展水源利用途径,创新节水方式,着力补上农业用水紧缺、粗放利用短板,破解农业用水突出矛盾。

从2020年起,武清区将利用三年时间,规划投资16.9亿元,实施新一轮农村生活污水处理工程,对剩余296个规划保留村“户用污水罐收集+抽拉转运+定点处理”模式进行提升、改造或者重建,在全市范围率先实现“管网+村级污水处理站”全覆盖,彻底解决农村生活污水集中收集、处理问题。静海区也将全面推进农村生活污水处理项目建设,目前累计投资约25亿元,完成290个村街的污水处理项目,有效解决村街生活污水直排问题,净化农村水环境。

2020年6月,由天津市农业农村委、市财政局、市水务局、市生态环境局、市发展和改革委等5部门联合起草的《天津市农村生活污水处理设施运行维护管理办法》正式印发实施。这一管理办法的实施,加快推动建立农村生活污水处理运行维护长效机制,并且通过依效付费评价制度体系切实提高全市农村生活污水处理设施运行效率和管理水平。

同时,天津市大力推动农业水价综合改革,截至2020年底,累计完成改革面积457万亩,在蓟州、宝坻、武清、宁河、静海等5个区安装计量设施4922台套,为农业灌溉用水计量提供有力技术支撑,未安装计量设施的采用“以电折水”核定灌溉用水量,已实现灌溉计量全覆盖。农田灌溉水有效利用系数达到0.72,处于全国各省、自治区、直辖市的第三位。

“天津是资源型缺水城市,大禹节水也将充分发挥企业科技创新主体作用,抢抓发展机遇,加大节水领域核心技术研发力度,在设施农业与水肥一体化、粮食作物节水滴灌这两个领域进行科技创新,发展现代节水农业,促进粮食作物提质增产增收,同时,提供更加完备的整体节水方案路径,完善运营维护管理模式,为天津推动节水型城市建设贡献力量。”大禹节水董事长王浩宇对新金融记者表示。

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