一大片刚收获过玉米的田地里，棕褐色的土地上铺着一层细碎的玉米秸秆，不远处，一台拖着一个大铁箱子的设备在田地里缓缓移动，喷射出二三十米远的水柱，从十多米的高空抛洒向田地。
“这就是我们新研究的光伏驱动喷灌机器人，也叫喷灌车。车的底部是渠道，水泵利用光伏供电通过吸水软管从渠道提水，然后用高压喷头进行均匀灌溉。”深秋时节，来到陕西杨凌农高会首次推出的田间展里，望着首次亮相的新设备，西北农林科技大学水利与建筑工程学院教授朱德兰微笑着介绍。
为改变大水漫灌的粗放型农业灌溉模式，提升用水效率，朱德兰带领一批批学生二十余年来坚持不懈地研究高效节水灌溉技术，试图采用科学合理的农业用水方式，提高灌溉效率、减少水源浪费、降低人工成本，有力推动农业产业升级和发展。光伏驱动喷灌机器人就是朱德兰团队诸多研发成果中的其中一项。
“我国耕地大多零散分布，地块小且多呈矩形，能大规模集中作业的农田较少，而且农田里多有电线杆、信号塔、坟墓、大树等障碍物，很大程度上限制了大型移动喷灌设备的正常作业。而我们研发的光伏智能喷灌机器人，对比大型喷灌装备，更加机动灵活，运行成本低，具有清洁能源驱动、实时机械导航、灌溉施肥一体、应用场景丰富、远程自动控制等五大优势，可有效解决农田障碍物多、电力保证率低、土地平整度低等难题。”朱德兰解释。
近距离观察喷灌车，只见喷灌车的底部有个导航轮，边缘与渠道贴合，沿渠道内壁慢慢滚动向前，进行实时机械导航，从而带动整辆车向前移动。喷灌车的顶部安装了6块300瓦的光伏板，光照充足时，喷灌车通过光伏供电进行灌溉作业，多余的电量储存至车内搭载的蓄电池，光照不足或长时间连续作业时，可以通过蓄电池进行供电。
“喷灌车现在已经实现无人驾驶，通过导航正常行进，行驶速度在1小时30米左右。”朱德兰的学生，在读研究生赵泽晋在田间一边操控一边兴致勃勃地说，“目前手机上可以进行开关水泵阀门和车辆的行进控制，速度的调节转换还在试验，后续会实现。”
喷灌车缓缓行驶，在田野上空划出一道又一道如彩虹般的半圆弧形，喷洒出雨雾样的水滴，灌溉着干涸的田地。
“你看，它喷出去的水都是雾状，不会伤苗、毁苗，造成土壤板结，也不会像大水漫灌一样，在地里形成一处处积水。”朱德兰的学生，西北农林科技大学博士张锐说，“喷灌车不仅节水，而且省心。”
单台喷灌车每小时可灌溉水量20至30立方米，每天可灌溉农田40至100亩，灌溉均匀度80%以上，对比大水漫灌可节水40%以上。根据需要，还可以通过加装光伏板、再次加压、更换喷觜等方式，提升喷洒射程，提高灌溉效率，让水喷得更高更远更均匀。
为降低成本，减少人力物力，光伏驱动喷灌机器人研发团队在优化改进中，还实现了水肥一体化和精准灌溉。将肥料注入喷灌车内部的施肥桶，和水按照一定比例混合，搅拌均匀，可实现水肥一体化灌溉。根据灌水量和喷头总流量计算灌溉时间，根据渠道长度和灌溉时间计算行走速度，又能够变粗放式灌溉为精准灌溉。
“在后续的推广应用中，我们还会不断改进完善，让农业生产、田间管理更加轻松、精准、节水又省心。”张锐说。
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