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現(xiàn)代化智能灌溉技術(shù)推廣困難與發(fā)展方向論文
在學(xué)習(xí)、工作中，大家都接觸過論文吧，通過論文寫作可以培養(yǎng)我們獨(dú)立思考和創(chuàng)新的能力。那么，怎么去寫論文呢？以下是小編為大家整理的現(xiàn)代化智能灌溉技術(shù)推廣困難與發(fā)展方向論文，僅供參考，大家一起來看看吧。
摘要：本文闡述了農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向，對物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感器、大數(shù)據(jù)以及智能感知等人工智能技術(shù)與灌溉技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的智能化、規(guī)模化管理，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的灌溉環(huán)節(jié)面臨的困難和挑戰(zhàn)做出了深入的分析，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化有一定的參考意義。
關(guān)鍵詞：智能灌溉；傳感器；無線；物聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；
農(nóng)業(yè)是社會生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)不斷應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，“智慧農(nóng)業(yè)”以智能感知、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)為依托，逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的主方向。
水資源的儲備和利用技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展休戚相關(guān)，水資源的不合理利用，甚至浪費(fèi)，成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的瓶頸。另外，水資源的地域分布不均和季節(jié)分布不均，干旱缺水與水資源短缺已成為制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。一方面是水資源嚴(yán)重不足，一方面是不科學(xué)的灌溉方式，這不僅造成了水資源的浪費(fèi)，更加劇了水資源的短缺。另一方面，氣候變化及其影響也是現(xiàn)代化智能灌溉要面臨的挑戰(zhàn)。氣候變化會導(dǎo)致水質(zhì)的下降，水和土壤鹽分的增加，進(jìn)而加大灌溉需求，最終導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的提高。
農(nóng)業(yè)智能化灌溉技術(shù)通過基于無線傳感器技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等，集智能感知、智能預(yù)報(bào)、智能決策、智能分析為一體，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉提供智能預(yù)測與決策方案，達(dá)到精確化灌溉的目的，是高品質(zhì)農(nóng)作物產(chǎn)品生產(chǎn)的重要一環(huán)。
因此，發(fā)展農(nóng)業(yè)智能化灌溉技術(shù)，實(shí)施旨在改善水資源管理的技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用，同時，能夠?qū)嵤┧室惑w的灌溉技術(shù)的革新，在大幅減少灌溉水用量的同時，能夠降低農(nóng)作物生產(chǎn)成本，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，是目前我國農(nóng)作物生產(chǎn)的一個戰(zhàn)略目標(biāo)。
1、我國農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的現(xiàn)狀
灌溉行業(yè)發(fā)展迅速，在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有了成熟的應(yīng)用。以滴灌、噴灌為主的水肥一體化灌溉模式在國外已經(jīng)非常普及，但國內(nèi)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)總體上對于水肥一體化的認(rèn)知程度還是不夠。
我國大部分地區(qū)，特別是北部地區(qū)，由于干旱氣候決定的資源性缺水比較嚴(yán)重，而中部地區(qū)則同時面臨著嚴(yán)重的水質(zhì)性缺水和資源性缺水。即使是南方地區(qū)，也存在季節(jié)性缺水的情況，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展帶來了阻礙。同時，氣候環(huán)境、溫室效應(yīng)等因素也使得水資源的供需矛盾日漸顯現(xiàn)，在一定程度限制了這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和繁榮。
目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉技術(shù)主要采取滴灌、噴灌、微灌等節(jié)水灌溉措施，雖然相對于大水漫灌而言，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較高的效率，但從綜合效果看，還無法根據(jù)農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行按需灌溉，精細(xì)化程度遠(yuǎn)未滿足當(dāng)下生產(chǎn)的需要。公開資料顯示，生產(chǎn)一公斤糧食耗水量高達(dá)800公斤，相對于先進(jìn)國家，生產(chǎn)一公斤糧食耗水量約為500公斤，差距還是很明顯。
傳感器的興起使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加精準(zhǔn)和安全，比如，現(xiàn)在許多灌溉公司正在開發(fā)跟氣候環(huán)境、土壤環(huán)境相關(guān)的傳感器技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)灌溉的精細(xì)化管理和控制，但目前，特別是國內(nèi)，對這些技術(shù)的應(yīng)用，還處于探索初級階段。
為了全面實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)高效灌溉系統(tǒng)的建設(shè)，必須要大力推廣基于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合無線傳感器技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉應(yīng)用，建立基于物聯(lián)網(wǎng)和傳感器等新技術(shù)基礎(chǔ)上的節(jié)水灌溉體系。
2、實(shí)施基于無線傳感器的智能化物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)的意義
2.1實(shí)施基于無線傳感器的智能化物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、集約化、規(guī)�；r(nóng)業(yè)發(fā)展提供了一個強(qiáng)有力的技術(shù)支持，是解決我國農(nóng)業(yè)灌溉作業(yè)中水資源短缺問題的最佳途徑。
2.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，灌溉環(huán)節(jié)是最為重要、也是人力成本花費(fèi)較高的環(huán)節(jié)。智能化物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠節(jié)約灌溉用水，還能夠最大化降低人力成本。
2.3實(shí)施基于無線傳感器的智能化物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)，能夠?qū)χ参锷L的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化的監(jiān)控，提高作物產(chǎn)量；另外，結(jié)合水肥一體灌溉技術(shù)的應(yīng)用，還有利于提高和改善農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。
2.4實(shí)施基于無線傳感器的智能化物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)灌溉的自動控制、遠(yuǎn)程控制，減少人為操作的盲目性與隨意性，提升農(nóng)業(yè)灌溉的綜合管理水平，改變原先粗放式的灌溉模式，全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，為規(guī)模化、集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，有效地緩解我國灌溉水資源緊缺的問題。
綜上所述，基于無線傳感器的智能化物聯(lián)網(wǎng)灌溉技術(shù)，必然成為今后農(nóng)業(yè)智能化灌溉發(fā)展的趨勢。
3、現(xiàn)代化智能灌溉技術(shù)推廣的困難
3.1商業(yè)型智能灌溉設(shè)備系統(tǒng)成本高昂，中小農(nóng)業(yè)商戶承擔(dān)不起費(fèi)用，無法使用智能灌溉系統(tǒng)，比如：典型商業(yè)傳感器非常昂貴，因此提供可連接到節(jié)點(diǎn)的低成本傳感器用于灌溉管理和農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，成為推廣智能灌溉的一個挑戰(zhàn)。
3.2不同土壤類型和土地所需的灌溉水量不同，如果沒有因地制宜地實(shí)施灌溉方案，使用過多或過少的水量都有可能造成產(chǎn)量損失或質(zhì)量達(dá)不到要求。在過多灌溉的情況下，徑流會導(dǎo)致營養(yǎng)物的流失以及水資源的浪費(fèi)；水量過少，無法滿足農(nóng)作物生長需求。使用智能灌溉調(diào)度系統(tǒng)可以幫助用戶確定最佳的灌溉方案，有效提高生產(chǎn)力并減少這些不利的環(huán)境影響，也是農(nóng)業(yè)灌溉智能化地必要途徑，由于前期需要高投入，農(nóng)民地積極性很難被調(diào)動，致使新技術(shù)的實(shí)施進(jìn)展緩慢。
3.3基于物聯(lián)網(wǎng)和無線傳感器的智能灌溉技術(shù)，涵蓋了農(nóng)業(yè)科學(xué)，電子科學(xué)，計(jì)算機(jī)信息科學(xué)，環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，比如，不同類別的的作物對土壤環(huán)境和溫濕度環(huán)境的要求是不同的、地下根部分和地上莖葉部分對水分要求也不同，有的作物的價值在根部，有的作物價值在葉部，因此，就需要灌溉系統(tǒng)根據(jù)不同的要求采用不同的灌溉方式。因此，智能化灌溉技術(shù)的實(shí)施，有比較高的挑戰(zhàn)。
4、現(xiàn)代化智能灌溉技術(shù)的發(fā)展方向
基于物聯(lián)網(wǎng)和無線傳感器等智能感知技術(shù)的現(xiàn)代智能灌溉技術(shù)，利用無線傳感器技術(shù)，采集土壤的溫度、濕度、酸堿度以及土壤的水分含量、二氧化碳濃度等土壤墑情信息，結(jié)合氣候環(huán)境傳感器采集的溫濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境信息，實(shí)時監(jiān)測周圍環(huán)境的變化，甚至能夠監(jiān)測到作物表面的水分等作物生理信息，并通過物聯(lián)網(wǎng)無線通訊網(wǎng)絡(luò)，將采集的原始信息傳送到云端數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理、存儲，實(shí)現(xiàn)信息互通與共享。再通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對這些信息進(jìn)行綜合對比分析，根據(jù)分析結(jié)果對灌溉實(shí)行智能化的判斷，制定出最適宜作物生長的灌溉方案，根據(jù)需要實(shí)時、自動驅(qū)動相應(yīng)的灌溉設(shè)備，對農(nóng)作物實(shí)施智能化、精細(xì)化的灌溉，灌溉階段完成后，作物生長監(jiān)控系統(tǒng)可以對灌溉結(jié)果進(jìn)行對比分析，提供更合理的灌溉調(diào)整方案，形成閉環(huán)，最大化減少人工干預(yù)，使得各功能模塊達(dá)到互相協(xié)作的目的，有效幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者計(jì)劃和管理灌溉的時間、灌溉的頻率和用水量，將作物生長需要的水分和土肥環(huán)境調(diào)整到最優(yōu)狀態(tài)，減少水的浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)成本，并最大程度地減少過量灌溉，從而確保灌溉的準(zhǔn)確性與高效性。另外，通過土壤傳感器對土壤成分的分析，進(jìn)行灌溉系統(tǒng)施肥操作，實(shí)現(xiàn)水肥一體的灌溉作業(yè)，是現(xiàn)代化智能灌溉技術(shù)的發(fā)展方向之一。
隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)的不斷推進(jìn)，結(jié)合氣候預(yù)報(bào)信息和相關(guān)傳感器收集的氣候信息，對可能發(fā)生的氣候?yàn)?zāi)害采取預(yù)防性措施，例如：針對干旱氣候，可以提前布局，儲蓄水量，以備干旱來臨，有充足用水，實(shí)施預(yù)防性灌溉，提高農(nóng)作物抵抗災(zāi)害的能力。
綜上所述，構(gòu)建一個多功能，高效率、低能耗的基于智能灌溉技術(shù)的節(jié)水灌溉平臺具有十分重要的意義，也是未來物聯(lián)網(wǎng)智能化灌溉發(fā)展的必然趨勢�？傊�，隨著科技的發(fā)展，新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，智能灌溉技術(shù)融合到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個過程，形成完整的閉環(huán)系統(tǒng)，不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平，是現(xiàn)代化智能灌溉技術(shù)發(fā)展總的方向。
5、結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合無線傳感器技術(shù)作為新一代信息化技術(shù)的高度集成與綜合性應(yīng)用，已經(jīng)成為了當(dāng)今科技發(fā)展的戰(zhàn)略發(fā)展方向之一。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，水資源管理至關(guān)重要。物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的相結(jié)合，為農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，同時農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了一個廣闊的應(yīng)用平臺，尤其是智能灌溉技術(shù)的應(yīng)用，可以直接有效地解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展中遇到的問題，為農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程提供強(qiáng)勁的動力，實(shí)現(xiàn)高效的精準(zhǔn)化灌溉，全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
建設(shè)我國農(nóng)業(yè)高效智能化灌溉體系，必須要大力推廣基于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合無線傳感器技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉應(yīng)用，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和水資源的利用率，保證糧食生產(chǎn)和消費(fèi)用水的充足和節(jié)約。
6、參考文獻(xiàn)
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