近些年，京郊大力发展东西垄向的宜机化栽培模式，大幅度提高机械化作业水平达到70%左右，但随着种植垄向的改变，作物生长的光热气环境也发生了变化，传统的水肥管理模式无法适用。针对这一难题，北京市农林科学院智能装备技术研究中心（以下简称中心）研发出日光温室“小东西”种植的智慧灌溉模式，实现用水和用工双减，产量和效益双增，取得较好成效。
“这个日光温室东西垄栽培的番茄正处采收期，集成应用了团队自主研发的多模态物联网监测技术、分区变量精准灌溉技术及基于边缘计算的智慧管控装备等，实现番茄动态生长过的水肥智慧化按需供给，是北京智慧城市场景建设的10大农业专项场景之一。”6月28日，由中心组织的“宜机化日光温室水肥分区变量精准灌溉技术现场观摩交流会”在昌平区小汤山镇国家精准农业研究示范基地举行。在基地的15号日光温室中，中心副主任郑文刚研究员向来自北京市农业农村局、市数字农业农村促进中心、市农业技术推广站及市农林科学院等单位的专家们，介绍了智慧节水技术团队的主要研究方向和取得的成果。
面向“节水优先”的重大战略指引，这一支由平均年龄33岁组成的年轻智慧节水技术团队正在京郊大地上绘制着不一样的农业场景。利用物联网、云计算、人工智能等新兴技术赋能，重点围绕“需水感知—灌溉决策—用水调控”关键环节，以提高水分利用效率为核心，开展智慧灌溉系统科学研究、装备研发及集成应用模式构建等工作，为设施、大田、果园等农业生产提供用得起、用得上、用得好的智慧农业解决方案。
团队负责人张钟莉莉副研究员介绍，设施农业是北京都市型农业的重要组成部分，但设施种植业作为劳动密集型产业，面临设施劳动力短缺的问题，发展机械化、信息化是现代农业的重要发展方向。传统日光温室主栽方式以南北垄向为主，存在垄向短、畦数多等特点，造成了农机作业“地难下、边难耕、头难掉”的现实问题。近些年，京郊大力发展东西垄向的宜机化栽培模式，但随着种植垄向的改变，作物生长的光热气环境也发生了变化，传统的水肥管理模式无法适用。
针对上述问题，团队引入了大田的变量灌溉思路，构建了基于累计光辐射值作为触发信号，分田畦为单位的分区变量水肥管理方法，让温室里每一颗作物得到按需按量浇水施肥，以保障它们在茁壮成长的同时，实现水肥高效利用，整个环节配套上团队自主研发的信息化测控装备，让农民们在家里用手机就能实现生产的精细化管理。
在温室里，团队高级农艺师李友丽正在用手机操作，实现水肥的自动化管控。“整套变量智慧灌溉技术模式应用，所需传感器、控制器、数传水表及电磁阀的成本投入约1000元/年。”李友丽介绍，两年试验数据显示，生菜、番茄栽培实现节水10%以上、增产5%-10%、水分生产效率提高15%以上，人工投入每年降低至少12个，综合经济效益可以提高2000元/亩以上，已经在京津冀等多地推广应用。
实践证明，北京市农林科学院智能装备技术研究中心智慧节水团队打造宜机化日光温室的变量智慧灌溉应用场景，实现了“小东西”宜机栽培下的“大智慧”管理，通过机械化与数字化赋能，替代传统人力、传统水肥管理方式等，实现机械化、信息化和绿色化生产的协同提升，是设施农业新质生产力的生动呈现。