高标准水稻田示范区智慧解决方案

一、建设背景

粮食安全关系我国国民经济发展、社会稳定、国家自立的重大问题。深入实施“藏粮于地、藏粮于技”战略，建设高标准农田提高农业综合生产能力、保障粮食安全的现实需求，我国正处于从传统农业向现代农业过渡的关键时期，建设旱涝保收高标准农田，通过高标准农田建设可以有效改善农业生产条件，还可以提高现有农业的装备水平，从而提高现有耕地资源利用效率和土地产出效率，同时还能促进农民的增收，还可以促进农业生态环境的良性循环和可持续发展，而通过平田整地、建设农田林网等可以改善农村面貌，提高新农村形象。

二、政策背景

早在2014年，国家标准化管理委员会制定并发布《高标准农田建设通则》 （GB/T30600-2014），指导各地高标准农田建设；2019年11月，国务院办公厅印发《关于切实加强高标准农田建设 提升国家粮食安全保障能力的意见》，要求统一建设标准，加快修订高标准农田建设；2021年，国务院批复实施《全国高标准农田建设规划（2021-2030年）》；2023年，农业农村部发布《高标准农田建设质量管理办法（试行）》，尤其是2023年中央一号文件中指出，“加强高标准农田建设。完成高标准农田新建和改造提升年度任务，重点补上土壤改良、农田灌排设施等短板，统筹推进高效节水灌溉，健全长效管护机制。制定逐步把永久基本农田全部建成高标准农田的实施方案”。

三、高标准水稻田科技园区建设特点

高标准水稻田相较于玉米等旱地田，对于灌溉用水需求量非常大，但我国大多数地方农田的灌溉方式还停留在传统的灌溉模式上，传统的灌溉模式自动化程度较低，而且还不能很好的控制灌水量，浪费水资源，对人力物力造成了极大地浪费。发展农田自动灌溉系统概念是对水资源的控制和有效利用的重要手段，能够精准的、定时的、定量的、有效的给农作物及时的自动补充水量，可以提高农作物的产量、质量并且可以节水、节能、减少劳动成本。

1、智能灌溉水渠

混凝土筑渠易渗水、易腐蚀，尤其是在东北地区，混凝土筑渠不

耐冻涨，极易开裂、被冲塌，随处可见都是布满裂纹的水渠，极易留

下安全隐患。尤其是混凝土筑渠没有控制阀门,很容易产生漫灌现象，

造成水资源浪费。

复合玻璃纤维智能灌溉水渠是以合成树脂为基体，添加玻璃纤维

增强材料制成，专门用于高标准农田进排水和边沟排水的水利设施产

品。具有耐腐蚀、抗拉伸、电性能、热性能、可塑性能良好等特点，

相比于传统的混凝土筑基水渠，在产品成本、安装成本差别不大的条

件下，使用年限更长、质量更好，更适合北方寒冷天气推广使用。

尤其复合玻璃纤维智能灌溉水渠是一体模压成型耐拉伸、耐冻涨，接口处封胶处理，渠壁光面，使得灌溉效率高，并节省水资源；二是使用超低量护堤培土，能够节省占地面积；三是安装便捷快速且无需后期维护，节约成本；四是抗紫外线性好，使用寿命可达20年以上；五是整体质量轻、安装快、施工便捷。

2、智能灌溉设备

包括一体化智能水渠（新型复合材料）、一体化智能水渠盖板（新型复合材料）、一体化智能田间水闸、一体化智能水渠闸门、一体化水渠明渠水位、流量监测仪、干支渠道超声波水位、流量监测站。

渠道闸门适用于铺装玻璃纤维新材料渠道后，集成在渠道上的智能闸门，具有远程、定时、自动等多种控制模式，太阳能或市电两种供电方式均可兼容，解决了传统人工闸门的人员耗资大、闸门路程远、田间地形复杂无法及时开关等问题。

田间地块进排水阀（闸）门，安装在田块进水口和排水口，可通过手机和电脑远程控制阀（闸）门开关，也可以配置水位传感器，设置水位高度可自动执行排灌工作，把水位控制在设定值高度，无需人力看水可以自主根据设置调节田间水位高度。配合移动式水质（环境）监测记录仪使用可针对田间水质的 PH、盐分执行特定规则自动换水，降低 ph、盐分含量。

移动式水质（环境）监测记录仪，可搭配多种水质或环境传感器，监测田间或水源的水质24小时全天上报监测数据，可以针对水位数据或水质数据进行报警设置，也可以绑定智能田间地块进排水阀（闸）门根据水质自动换水。

流量监测仪分为流速和明渠两种型号，流速流量计应用于大型主干、支渠道，对主渠道所覆盖的所有农田进水排水流量进行监测、汇总、分析。具有精度高、量程大、稳定性强等特点，明渠流量计适用于斗渠、农渠等小型渠道，对分管渠道进行监测并分析，具有反应快、灵活性强、价格低等特点。

3、田间四情监测设备

包括田间智能摄像头（球形4G）、环境监测气象站、固定墒情记录仪、孢子捕捉仪、虫情测报灯。

田间智能摄像头采用高清红外高速球，是在普通的红外高速球基础上，采用400万像素73倍高清一体机，并将高清视频编码器集成球主板上，使得红外高速球变成纯数字的网络型高清红外高速球。

环境监测气象站可以搭配30余种传感器，针对安装地区进行小环境气候信息进行24小时全天监测，如；温度、湿度、光照度、降雨量、蒸发量等环境数据，数据上报云端留存，可通过手机和电脑进行查看、分析、汇总；可以根据积累数据进行汇总分析，提前准备避免因环境因素对农事生产造成影响。

固定墒情记录仪采用多种传感器，对土壤进行分层监测，监测深度为1-2米，监测数据包括：pH、ESP值、全氮、全磷、全钾、有机质、腐殖质等，项目全域开展测土配方施肥，提高产品品质和产量、减少资源浪费。

孢子捕捉仪用于监测病害病原菌孢子，检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供可靠数据。百倍光学放大显微镜可实时拍摄高清孢子图片，上传进行统计分析。 实现全天候无人值守，自动监测孢子情况、捕捉病害孢子，并完成培养、成像、上传存储。

虫情测报灯利用光、电、数控技术，物联网系统，气象系统等多种系统，实现虫体远红外自动处理，在无人监管的情况下，能自动完成诱虫、杀虫、收集、分装、排水等系统作业。

4、系统云平台

包含系统平台、GIS数字地图、数据分析灾害预警系统、智能灌溉系统、远程监控系统。

系统平台按农业生产阶段实施功能布局，以系统化的管理思想，为农场主和员工提供科学合理的决策手段，帮助客户提高管理水平和生产效率，降低成本，增加收入。是按照客户需求定制的软件系统，包括但不仅限于农场管理、OA体系、智慧农机、设备管理、仓库管理、作物图库、种植生产、数据分析、产品溯源、基础信息等模块，能够涵盖农业生产、经营、仓储、销售的各个阶段。

通过实施水利、农业及科技等一系列措施，对项目区的水、田、路进行综合改造，可以优化土地资源配制，调整土地利用结构，提高土地利用率，增强项目区的抗旱、排涝能力，从而提高生产效率和粮食产量，增加农民收入。

高标准水稻田建成稳定投产后，灌排系统得以完善，可增强农田排渍能力，从外因上减少影响项目区产量的问题，提高了土地产出率，达到保证农作物稳产、高产、增产的目的。表土植被恢复，地表常绿，空气净化，环境美化，生态功能增加，土壤侵蚀能力降低，更有利于创造一个优良的生态环境。

高标准水稻田建设能够对土壤、大气、水等生产环境状况进行实时动态监控，使之符合农业生产环境标准，更好地满足作物生长需求，通过智能化设备进行影响和控制，能够改善农产品品质和产量，有利于实现农作物的高产稳产，提高抗风险能力。