計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應用

秦文君

（湖北第二師范學院 湖北武漢 430205）

水資源是確保農(nóng)作物生長的核心要素，農(nóng)作物的生長離不開水資源。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，通常是以灌溉的形式利用水資源，這主要是為了給農(nóng)作物的生長提供有利的環(huán)境，從而幫助提高農(nóng)業(yè)物產(chǎn)量。引入現(xiàn)代計算機技術(shù)對農(nóng)作物土地濕度進行測量，以網(wǎng)絡記錄的數(shù)據(jù)作為參考，完成灌溉臨界點的設定，能夠有效地控制水資源的用量，通過平臺實施遠程監(jiān)控避免灌溉環(huán)節(jié)耗費過多的人力勞動，同時減少在農(nóng)業(yè)灌溉中耗費的資金成本。

1 國內(nèi)外計算機技術(shù)在土地灌溉上的應用成果

1.1 國外有關(guān)成果

互聯(lián)網(wǎng)不僅對信息進行了綜合化整理，實現(xiàn)了信息互聯(lián)，還對計算機進行了合理有效的運用。其中，傳感器、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)這三方面是計算機技術(shù)應用的主要領(lǐng)域。對于農(nóng)業(yè)發(fā)展而言，大數(shù)據(jù)技術(shù)對其表現(xiàn)出的促進作用十分明顯。例如，成立于以色列的Prospera 公司，長期圍繞機械學習和計算機視覺展開研究和探索，希望能夠?qū)⒋思夹g(shù)運用于監(jiān)督環(huán)節(jié)。當農(nóng)作物生產(chǎn)狀況得到了有效的監(jiān)督時，必然能夠避免農(nóng)作物出現(xiàn)過高的損失率，從而實現(xiàn)農(nóng)場的良好運營。美國加州選用了精準的傳感控制裝備、計算機網(wǎng)絡以及無線通信的方式來進行自動灌溉[1]。另外，HIA 利用了內(nèi)置的軟件模塊，使得水資源的利用率大大提高，如氣象預測等，同時這些功能也對水資源和環(huán)境都提供了有效的保護。美國的計算機控制灌溉系統(tǒng)主要包括三部分，即傳感裝置、天氣預測系統(tǒng)和基站設備程序，再引入自動化計算機技術(shù)，準確掌握各個方面的實際信息，如作物生長情況、土壤含水量和天氣條件等，在了解這些信息的前提下，有針對性地控制農(nóng)田的灌溉速度、灌溉形式和水量，改善土壤的濕度和通氣狀況，確保農(nóng)作物處于最好的生長狀態(tài)，避免灌溉過程中浪費過多的水資源，落實精準灌溉。

1.2 國內(nèi)有關(guān)成果

針對現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)的發(fā)展狀況來看，我國在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方面對計算機技術(shù)只是進行了初步的運用，主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗和人工計算的分析及探索。相比于發(fā)達國家，我國明顯處于落后階段。計算機技術(shù)未得到全面推廣，很多農(nóng)村未能配備計算機網(wǎng)絡，并且基礎設施不夠先進，專業(yè)人才和專業(yè)設備比較落后。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動開展的過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法得到綜合化的分析和處理[2]。另外，大部分測試依然沒有采用計算機技術(shù)，還是依賴人工，這樣不僅導致工作效率低下，還無法確保記錄的數(shù)據(jù)具備較高的準確性和嚴謹性。對于農(nóng)業(yè)的發(fā)展而言，這種農(nóng)作方式表現(xiàn)出明顯的阻礙，與我國農(nóng)業(yè)發(fā)展速度不相符。除此之外，人力資源和水資源的耗費量也巨大，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出率無法得到有效的提高。由此可以看出，我國還不具備先進的自動化計算水平，所以在分析相關(guān)材料的信息時，無法做到有針對性的精準分析，農(nóng)田灌溉自然無法達到較高的精度[3]。因此，我們必須積極學習國外的先進技術(shù)，不斷優(yōu)化和完善計算機網(wǎng)絡澆灌系統(tǒng)，推動水資源的高效利用，積極地促進我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中計算機技術(shù)的應用

現(xiàn)階段，計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉中的應用呈現(xiàn)出精確性特點。精確灌溉指的是采用現(xiàn)代化的監(jiān)測技術(shù)對農(nóng)作物的生長情況進行詳細分析，通過智能化、網(wǎng)絡化以及數(shù)字化的形式做好對氣候、土壤的跟蹤[4]。通過分析數(shù)據(jù)獲取到農(nóng)作物具體生長指數(shù)后，進行針對性的灌溉策略擬定，充分應用精確灌溉相關(guān)設施，提高對諸多資源的合理控制，從而提高農(nóng)作物的灌溉率。

2.1 與農(nóng)作物有關(guān)的位置信息

在進行節(jié)水灌溉時，計算機技術(shù)主要用于負責監(jiān)測濕度和控制灌溉兩個系統(tǒng)。節(jié)水灌溉中計算機技術(shù)的應用主要通過GPS 來實現(xiàn)，由地面監(jiān)控、地面控制站和使用者這3個部分組成，并通過其核心技術(shù)GPS 對世界各個地方、場地的位置信息進行收集。該技術(shù)能夠?qū)Ρ葘嶋H信息和衛(wèi)星收集到的位置信息并進行分析，再進一步處理位置信息。在我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉領(lǐng)域中使用這項技術(shù)，其目的主要是通過分析不同區(qū)域灌溉時的進度情況來制定合理的灌溉方案，從而控制灌水量以及盡量規(guī)避水資源浪費的情況，針對農(nóng)作物生長的位置把握好土壤的濕度情況，旨在為農(nóng)作物的生長營造一個良好的生長環(huán)境，確保其能夠朝著最佳生長狀態(tài)發(fā)展。

2.2 與農(nóng)作物有關(guān)的地理信息

農(nóng)作物的生長和地理信息有著緊密的聯(lián)系，地理信息很大程度上影響著農(nóng)作物的產(chǎn)量。之所以大量地收集與農(nóng)作物有關(guān)的地理信息，目的是了解農(nóng)作物相關(guān)的各類情況，如種植區(qū)的土壤自然條件、地理位置、病蟲害產(chǎn)生風險及農(nóng)作物的生長情況等，然后對其進行深層次地、集中地分析，從而根據(jù)分析出的結(jié)果制定更加完善、科學的方案[5]。除此之外，關(guān)于農(nóng)作物在不同生長分布空間的產(chǎn)量，也可借助收集到的地理信息對其進行具體的分析，再以此為依據(jù)得知是哪些因素影響了農(nóng)作物的生長分布，進而可以結(jié)合相應的軟件采取一定的解決措施。除了將計算機技術(shù)應用到農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中之外，還可以將微灌溉技術(shù)作為輔助設計，應用到農(nóng)作物的現(xiàn)實需水量當中。微灌溉技術(shù)主要是指利用低壓管道系統(tǒng)和裝置，在管道末端的灌輸器完成對于農(nóng)作物生長過程中需要的水分和營養(yǎng)物質(zhì)的輸送，確保農(nóng)作物的根莖能夠獲得標準水量，從而促進其快速的發(fā)育和生長。

2.3 農(nóng)作物的成長信息

農(nóng)作物的生長離不開水的灌溉。由于之前的灌溉方法還不完善，農(nóng)民無法根據(jù)之前的灌溉方法明確地計算出作物生長需水量與灌溉水量之間的關(guān)系，這樣使得農(nóng)作物生長情況參差不齊，從而造成農(nóng)作物在產(chǎn)量上難以得到提高。如果將農(nóng)業(yè)灌溉與計算機技術(shù)相結(jié)合，便能夠全面地收集農(nóng)作物的信息，并通過分析各個信息之間的關(guān)聯(lián)性，進而計算出灌溉農(nóng)田實際需要的水量[6]。此技術(shù)的使用不僅能夠使農(nóng)作物的生長速度加快，也可以規(guī)避水資源浪費的情況，還可以解放大量的人力，真正起到了一舉三得的作用。

2.4 增強操作的標準性

如果想要更加規(guī)范地進行農(nóng)業(yè)作業(yè)，不僅要嚴格地培訓進行農(nóng)業(yè)作業(yè)的相關(guān)人員的技能，還要領(lǐng)導他們回顧并提升其農(nóng)業(yè)有關(guān)的專業(yè)知識，注重農(nóng)業(yè)工作人員的技能水平與文化素養(yǎng)的雙向提高，這樣才能加強其綜合素質(zhì)，相關(guān)的技術(shù)人員也能夠通過計算機的熟練操作進而推動農(nóng)業(yè)事業(yè)的發(fā)展。如果不能將計算機技術(shù)合理有效地運用到我國的農(nóng)業(yè)方面，不僅不能規(guī)避水資源浪費的情況，也不能促使我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平快速地超過國外，反而十分不利于我國的長遠發(fā)展[7]。所以，農(nóng)業(yè)工作者應該加強計算機技術(shù)運用的規(guī)范性、科學性，以確保能夠順利實施農(nóng)業(yè)灌溉時的各個環(huán)節(jié)，防止由于知識短板和操作不當而造成損失，農(nóng)業(yè)工作者之間也可以通過定期組織討論會，交流心得、分享經(jīng)驗，從而進一步完善自身的技能。只有這樣，才能夠在不斷學習和實踐的過程中總結(jié)經(jīng)驗，在農(nóng)業(yè)種植過程中完善好節(jié)水灌溉工作，最終為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的提升產(chǎn)生推動作用。

3 結(jié)語

我國人口眾多，且增長速率較快，人均可用淡水量非常稀少，使水資源發(fā)展面臨著十分嚴峻的考驗，農(nóng)業(yè)的發(fā)展也與水密切相關(guān)。為了解決我國不能合理利用水資源的問題，必須將提高農(nóng)業(yè)灌溉水利用率的課題提上日程。只要合理有效地將計算機技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)方面，實施精確灌溉，就能夠有效推動我國農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展。