清晨六点，阳光微透，兴化市沙沟镇的沈文清站在自家70亩稻田边，轻点手机屏幕。远处泵站应声启动，田间微闸门缓缓打开，清水沿着田垄均匀漫过稻苗根部。“以前管水靠看天看土摸经验，现在手机一点就搞定，成本降了，产量反倒增了。”沈文清口中的“秘密武器”，正是河海大学研发的低成本智慧灌溉系统——这套给稻田装上“智慧大脑”的技术，正悄然改写着中国水稻种植的“用水密码”。
四十载攻坚，三代人的接力
在河海大学农业科学与工程学院的资料室，泛黄的试验记录本堆叠如山。最早的笔记始于上世纪八十年代，纸页上用红蓝铅笔标注着水稻不同生育期的需水数据，这是团队探索低成本智慧灌溉系统的起点。
“水稻一年一熟的生长周期，决定了基础数据的采集只能按年累加，每一轮算法迭代都必须等待完整的种植季结束，时间成本难以压缩。”团队负责人徐俊增教授感叹，从实验室到稻田，研发过程披荆斩棘。
更棘手的是，土壤墒情、气象变化、作物长势等数据维度繁杂，动辄以百万级体量涌现，要在其中精准捕捉规律，如同在稻浪中寻找特定的稻穗，只能依靠反复试验与比对。
为打破这种“时间紧、数据繁”的困局，研究团队引入AI技术作为“加速器”。通过机器学习对历史数据进行深度挖掘，原本需要数年才能完成的规律回归过程被大幅缩短，算法的迭代效率显著提升，最终让这套灌溉决策系统既能精准贴合农田实际，又能跟上农业生产的节奏变化，交出了令人满意的答卷。
经过三代人的持续努力，研究团队在水稻节水理论和技术方面取得了高水平的研究成果。2023年，这套系统的灌排控制决策算法入选水利部《第一批数字孪生灌区模型推荐清单》，成为行业标杆。
破解农耕难题，重塑灌溉逻辑
“水稻水稻，水灌饱就好”，这句流传多年的农谚，藏着传统种植的深层痛点。在高邮市勤王村，种粮大户李在斌算了笔账：传统淹水种植时，总是习惯将田里的水灌得满满的，电费和人工都花得很多。而且如果赶上突然下大雨，退水带着化肥农药流入河道，“夏天河面上总飘着绿藻，看着就心疼”。更让他焦虑的是管水工越来越难雇，“年轻人外出打工，村里扛铁锹开闸的都是六七十岁的老人，赶上刚插秧、灌浆期等需要频繁灌水的时候，要顶着烈日时刻兼顾几十个田块和数百个放水口，忙得顾不过来，有时真能急得睡不着觉。”
这些痛点，恰恰是河海大学农业科学与工程学院团队的攻坚目标。
团队核心成员王高鹏副教授解释，传统模式的痛点在于“凭感觉浇水”，农户靠经验判断灌溉时机，要么缺水减产，要么漫灌浪费；此外设备用不起，工业级物联网装置动辄数万元，也让小农户望而却步。
低成本智慧灌溉系统的出现重构了灌溉逻辑。在高邮市勤王村的示范灌区，在云端智慧灌溉管理系统的协调指挥下，50个田间智能液位计像敏锐的触角感知田间水位，97台微闸门精准控制水流，2套渠道用水肥一体机实现水肥同步补给。这些设备收集的相关数据，实时传输至灌排管理软件。“这就像给水稻开了营养餐，什么时候喝、喝多少，数据说了算。”王高鹏打了个形象的比方。
据介绍，该系统的突破性创新在于打破水稻必须淹水种植的传统模式，采用少量多次缺水再灌的方式，持续采集相关多源数据，构建灌排决策模型，实现节水、高产与减排并行。此外，对工业级闸阀和传感器进行农业适配性改造并物联网化，大幅降低了成本，让技术走进产业化。
多地示范显成效，智慧灌溉正燎原
位于昆山市锦溪的示范区里，一块电子屏实时跳动着关键数据：当前田间水位0.8cm预计下次灌溉时间为3天后，本稻季已累计节水127m3/亩。这套系统已在这里稳定运行两年，让这片高标准农田的用水效率提升40%，带动周边20多户农户主动要求接入系统。
从2024年首次推广至今，低成本智慧灌溉系统已在江苏、四川、云南、广西、黑龙江等水稻产区的12个示范点落地，销售额达120万元。团队市场负责人算了一笔账：我国4.5亿亩水稻田，若按每亩年管水成本50元计算，每年市场规模达225亿元；推广面积每达10%，相应的年节水就可超90亿立方米。
“预计未来8-10年，低成本智慧灌溉系统市场的年复合增长率超50%。”谈及前景，徐俊增望着实验室里不断迭代的设备模型，眼中闪着光，团队计划2-3年内完善传感器、水肥一体机等五大产品系列，同步引入投资，设立完整的经销商服务体系，3-5年内完成水稻主产区的服务网点覆盖，为系统大规模推广奠定基础。
当科技红利真正触达千万农户，这场始于稻田的智慧革命，终将让每一寸土地都沐浴在精准灌溉的科技之光里，并为农业现代化书写更加生动的注脚。
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