關(guān)于農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)要點(diǎn)探討

韓欣宇

（民樂(lè)縣水務(wù)局，甘肅 張掖 734500）

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，因此，經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生活生產(chǎn)都以農(nóng)業(yè)發(fā)展為基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展，各種現(xiàn)代化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)智能灌溉技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)向著現(xiàn)代化的方向轉(zhuǎn)變。當(dāng)下，水資源的儲(chǔ)備與技術(shù)運(yùn)用、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有著密切的關(guān)系，所以要合理使用水資源，防止過(guò)度使用資源而造成農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。同時(shí)，由于水資源地域分布不均，干旱缺水及資源的短缺都將制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了防止這一問(wèn)題的發(fā)生，需要對(duì)當(dāng)前的農(nóng)業(yè)灌溉進(jìn)行分析，通過(guò)智能化灌溉技術(shù)的應(yīng)用，滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉需求，促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉質(zhì)量的提升。

一、農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著全球氣候越發(fā)的惡劣，氣候變化正在影響我們的農(nóng)業(yè)發(fā)展，特別是在我國(guó)北方，這里屬于溫帶氣候，在溫度上升的過(guò)程中，北方地區(qū)在水資源缺乏的情況下進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將不利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展。水是農(nóng)業(yè)灌溉中的主要資源，我國(guó)水資源占據(jù)世界前六，而人均水資源僅為世界平均水平的25%，很難想象擁有大量水資源的我們，真正可利用的水資源卻少之又少。

我國(guó)地域遼闊，南北之間的跨度極大，這也注定了降水量會(huì)呈現(xiàn)分布不均的狀態(tài)，且在溫帶季風(fēng)氣候影響下，會(huì)出現(xiàn)夏季雨量大、冬季雨量小等問(wèn)題。加之氣候環(huán)境與溫室效應(yīng)等因素的影響，水資源供需矛盾日益惡化，在一定程度上限制了我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)大多采用噴灌、滴灌、微灌等方式。農(nóng)業(yè)用水一般會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中損失掉，還有一部分水資源進(jìn)入田間，真正被用作農(nóng)業(yè)灌溉的用水量不超過(guò)40%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年農(nóng)業(yè)受旱災(zāi)影響的面積約在40%，成災(zāi)面積約0.13 億hm3，損失的糧食在350 億kg，經(jīng)濟(jì)損失過(guò)千億。由此可見(jiàn)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)狀態(tài)為一方面缺水，一方面浪費(fèi)水資源。但從綜合的結(jié)果來(lái)看，當(dāng)前的灌溉方式無(wú)法根據(jù)農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行按需灌溉，無(wú)法滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)灌溉需求。

傳感器的興起將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶去更多可能。例如，當(dāng)前很多公司都在開(kāi)發(fā)與氣候、環(huán)境相關(guān)的傳感灌溉技術(shù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行智能化的灌溉與控制工作，但這些技術(shù)均處在探索的初級(jí)階段，有待提升。為了更好地應(yīng)用這些技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展與建設(shè)，需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)及無(wú)線傳感器技術(shù)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)進(jìn)行灌溉工作，并在此技術(shù)中形成灌溉體系。

二、農(nóng)業(yè)智能灌溉的研究意義

我國(guó)是一個(gè)缺水極為嚴(yán)重的國(guó)家，人均水資源較低，加之水資源分布極為不均，會(huì)影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，繼而導(dǎo)致水資源出現(xiàn)污染的情況，基于我國(guó)水資源節(jié)約意識(shí)不夠強(qiáng)，種種因素相加，我們更應(yīng)重視農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的研究。在農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中，基于智能灌溉技術(shù)的出現(xiàn)，緩解我國(guó)水資源利用率短缺而造成農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的降低，對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行智能灌溉，這一理念的提出，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)水利發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。通過(guò)農(nóng)業(yè)智能灌溉，可以有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的收益。特別是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為本的內(nèi)容，通過(guò)農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)，可以刺激農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)。通過(guò)智能技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)水利灌溉工作，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)用水收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)向著透明化的方向發(fā)展，避免出現(xiàn)多收、多繳的現(xiàn)象。通過(guò)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)，可以杜絕灌溉中對(duì)于水資源的浪費(fèi)，繼而提升水資源的利用效率，更加規(guī)范我國(guó)農(nóng)業(yè)用水收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在農(nóng)業(yè)智能灌溉過(guò)程中，可以強(qiáng)化農(nóng)戶(hù)以科學(xué)化的方式進(jìn)行智能澆灌作業(yè)，并以規(guī)范交費(fèi)的方式，促進(jìn)農(nóng)戶(hù)在灌溉過(guò)程中節(jié)約水資源。同時(shí)，通過(guò)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)，可以?xún)?yōu)化農(nóng)業(yè)用水規(guī)范，不斷對(duì)農(nóng)業(yè)實(shí)施智能灌溉的控制，才能杜絕農(nóng)業(yè)在用水灌溉時(shí)矛盾的激化，促進(jìn)農(nóng)戶(hù)更好地運(yùn)用水資源，減輕自身的用水矛盾，從而更加科學(xué)、順利地開(kāi)展?jié)补喙ぷ?，?yōu)化農(nóng)業(yè)智能用水，提升農(nóng)戶(hù)整體的生產(chǎn)效率。通過(guò)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升，促使我國(guó)農(nóng)業(yè)向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

三、農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的應(yīng)用原則

（一）協(xié)調(diào)性

在農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要做好技術(shù)的協(xié)調(diào)性，才能促進(jìn)農(nóng)業(yè)、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使三者之間達(dá)到平衡穩(wěn)定的關(guān)系。因此，在農(nóng)業(yè)智能灌溉過(guò)程中，要遵守相應(yīng)的原則，關(guān)注水資源的使用情況，根據(jù)農(nóng)田規(guī)劃對(duì)現(xiàn)有的作物進(jìn)行調(diào)整，確保我國(guó)智能灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)相匹配。在應(yīng)用智能灌溉技術(shù)時(shí)，需要提前做好產(chǎn)出與投入工作，并對(duì)保護(hù)地進(jìn)行開(kāi)發(fā)與建設(shè)。將生態(tài)治理與農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)相結(jié)合，提升我國(guó)智能灌溉的安全性，使整個(gè)技術(shù)應(yīng)用更加高效、便捷。

（二）生態(tài)性原則

在我國(guó)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)秉承生態(tài)原則開(kāi)展農(nóng)業(yè)作業(yè)，并在該過(guò)程中不斷對(duì)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與改良，才能強(qiáng)化人民的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)。通過(guò)保護(hù)資源環(huán)節(jié)，提高對(duì)水資源灌溉與建設(shè)工作的重視，這樣才能提升農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)質(zhì)量，滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)發(fā)展的多樣新需求，從而為人們提供更加健康的生態(tài)食品。

（三）服務(wù)性原則

在我國(guó)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，其創(chuàng)建的目的是為農(nóng)業(yè)提供更便捷化、節(jié)約化、智能化的灌溉技術(shù)。為了滿(mǎn)足這一原則，在實(shí)施農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)前，需要有關(guān)工作人員對(duì)整體技術(shù)搭建進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括農(nóng)田整體規(guī)劃情況、農(nóng)業(yè)智能灌溉的要求、農(nóng)作物生長(zhǎng)的規(guī)律等，將農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)服務(wù)原則與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)相融合，通過(guò)服務(wù)性原則的遵守，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)。

四、農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的預(yù)期功能

要做好農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)就應(yīng)掌握農(nóng)作物的生長(zhǎng)特性，特別是農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中，會(huì)因?yàn)楣庹?、土壤、水分的變化受到影響。所以，在?duì)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)研究的過(guò)程中，就應(yīng)針對(duì)這些問(wèn)題做好農(nóng)作物的保障工作。在農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)使用中，了解土壤的濕度與溫度，從而促進(jìn)作物的健康生長(zhǎng)。充分感知土壤溫度在每一時(shí)間段的變化，秉承適度原則對(duì)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)進(jìn)行調(diào)控，使其處于恒穩(wěn)定的狀態(tài)。同時(shí)，在智能系統(tǒng)中，要設(shè)置濕度與溫度傳感器，通過(guò)這樣的方式將溫度與濕度的變化傳遞給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓喔?，這樣才能促進(jìn)農(nóng)作物更好地生長(zhǎng)。當(dāng)農(nóng)作物生長(zhǎng)到一定的時(shí)間段，灌溉程序應(yīng)能夠自動(dòng)停止。當(dāng)然，在這一過(guò)程中，農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中遭受的影響遠(yuǎn)不止這些，它還與病蟲(chóng)害的威脅、環(huán)境變化有著莫大的關(guān)系。我們要把握好土壤的濕度變化，保持最佳的狀態(tài)，使其處于最適值。

五、農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)功能的設(shè)定

在農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)中，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)與物聯(lián)網(wǎng)等新時(shí)代的技術(shù)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，再通過(guò)不同技術(shù)內(nèi)容的應(yīng)用發(fā)揮出自身的特色，將種種功能相結(jié)合，可以對(duì)農(nóng)業(yè)的種植信息進(jìn)行提取與采集，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這些信息內(nèi)容有效傳遞出去，使其滿(mǎn)足對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉數(shù)據(jù)分析需求。在數(shù)據(jù)分析過(guò)后，需要根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況進(jìn)行定量的灌溉設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源與智能化的服務(wù)，繼而提升水資源的利用率和農(nóng)作物的產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是根據(jù)傳感器的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成完成內(nèi)容設(shè)置的，通過(guò)傳感器監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中土壤、氣候等信息內(nèi)容的變化，便于我們快速、全面地掌控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，并根據(jù)這些信息內(nèi)容快速發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植中的全部問(wèn)題，準(zhǔn)確提供信息定位等內(nèi)容，幫助農(nóng)民及時(shí)解決問(wèn)題。只有將農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)不斷創(chuàng)新，向著信息化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，才能促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智能化。

從技術(shù)架構(gòu)上，可以對(duì)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)進(jìn)行分層，利用物聯(lián)網(wǎng)做好感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的分類(lèi)工作。通過(guò)感知層，可以快速識(shí)別信息，滿(mǎn)足對(duì)農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中信息內(nèi)容的獲取，再通過(guò)各類(lèi)傳感器，滿(mǎn)足信息內(nèi)容的傳輸。網(wǎng)絡(luò)層是對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)途徑中的信息內(nèi)容進(jìn)行分析與傳遞工作。應(yīng)用層則是將功能與農(nóng)戶(hù)的需求相關(guān)聯(lián)，基于農(nóng)業(yè)灌溉需求，有效連接農(nóng)民與物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的目的。

（一）物聯(lián)網(wǎng)信息采集單元的硬件設(shè)計(jì)

在對(duì)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，要根據(jù)信息內(nèi)容做好數(shù)據(jù)的采集工作。例如，在土壤濕度傳感器中，需要將收集到的數(shù)據(jù)傳遞到計(jì)算機(jī)中，這樣才能在信息展示平臺(tái)了解到土壤濕度的數(shù)據(jù)內(nèi)容。一切的科技成果運(yùn)用都需要遵循客觀的環(huán)境，才能基于信息傳送，完成數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳輸。

（二）智能光照監(jiān)控模塊的硬件設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的應(yīng)用，要做好土壤的濕度測(cè)試工作，更需要了解土壤在作物生長(zhǎng)過(guò)程中的整體情況。通過(guò)智能光照監(jiān)控傳感器可以搜集光照、水分、濃度、溫度等，全面了解農(nóng)業(yè)作物當(dāng)前的生長(zhǎng)狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)作物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行分析，再利用不同的傳感器對(duì)各項(xiàng)監(jiān)控的要素加以管理，使光照條件符合作物的生長(zhǎng)狀況，最終提升農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)相比，有著明顯的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)，可以對(duì)異常問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，整個(gè)技術(shù)操控更為智能化。通過(guò)監(jiān)測(cè)日照情況，我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)展示的情況，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容加以分析，完成對(duì)農(nóng)業(yè)的灌溉工作，從而大大節(jié)省了人力資源。

（三）農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)軟件功能設(shè)計(jì)

為了全面推廣農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)，在技術(shù)設(shè)置過(guò)程中，可以對(duì)農(nóng)戶(hù)關(guān)心的內(nèi)容進(jìn)行功能設(shè)定，例如，信息綜合查詢(xún)功能，地理信息空間展示功能，農(nóng)田節(jié)水分析決策功能，通信服務(wù)功能，農(nóng)田節(jié)水智能灌溉控制功能。信息綜合查詢(xún)功能，通過(guò)該功能將整體監(jiān)控的數(shù)據(jù)全部展示出來(lái)。地理信息空間展示功能是將農(nóng)業(yè)智能灌溉中監(jiān)測(cè)到的空間信息以終端呈現(xiàn)的方式展現(xiàn)出來(lái)，其中，包括灌溉技術(shù)的水源情況、使用管道、水資源運(yùn)送情況等。還有農(nóng)作物方面的數(shù)據(jù)，如農(nóng)田整體面積、利用數(shù)據(jù)等信息。農(nóng)田節(jié)水分析決策功能是通信技術(shù)對(duì)灌區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行全面的掌控，繼而對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉提出更多的分析工作。通信服務(wù)功能是將灌溉中的問(wèn)題利用傳感器輸送到設(shè)備中。農(nóng)田節(jié)水智能灌溉控制功能利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行提示，然后決定對(duì)于灌溉的管理。

六、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)中應(yīng)用

（一）農(nóng)民如何更好地使用智能灌溉技術(shù)

在智能灌溉技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們可以清楚地了解到該技術(shù)的相關(guān)功能，但要強(qiáng)化這一功能的設(shè)定，使其更快速為農(nóng)民所接受，這時(shí)就需要科研人員對(duì)這一內(nèi)容進(jìn)行多方位的探究，幫助農(nóng)戶(hù)更好地了解農(nóng)田狀況、農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，才能快速了解天氣氣候變化問(wèn)題，繼而幫助農(nóng)民更加科學(xué)地進(jìn)行農(nóng)作物的種植工作，以更通俗易懂的方式傳遞給他們。

（二）不斷學(xué)習(xí)改進(jìn)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)

農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的應(yīng)用，可以有效節(jié)約水資源，更可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。所以，在該過(guò)程中，我們要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)理念，還可以對(duì)應(yīng)用農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的地區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)農(nóng)民在使用農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題，才能有效杜絕資源的浪費(fèi)，提升農(nóng)業(yè)灌溉效率。當(dāng)然，在使用農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)時(shí)，不但要借鑒先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，還要根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況進(jìn)行分析，盡可能地考慮到一切影響因素，通過(guò)統(tǒng)籌兼顧的方式，合理改進(jìn)農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)性的節(jié)水灌溉，加之對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的充分利用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)村能源的高效利用奠定基礎(chǔ)。