智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
摘要:
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 :
智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;
引言:
在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施:
(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:
(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].
(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:
(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。
(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。
(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:
(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。
(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
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[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.
基于PLC的智能温室控制系统的设计
摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动
态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。
关键谝:PLC;智能控制:温室控制
智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高
效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术
的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控
制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。
1智能温室控制算法的研究
1.1温室环境的主要特点
温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模
型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别
的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温
度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因
此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作
为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分
布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。
1.2智能温室控制对象微分方程
智能温室温度微分方程为:
式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;
为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智
能恒温室室内温度。
2系统总体结构与硬件设计
2.1系统总体结构
2.1.1控制系统设计目标
温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传
感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的
温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参
数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌
等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行
调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育
提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。
2.1.2控制模式
以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行
变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时
间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间
段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度
设定值用户也可以设定修改。
不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调
节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参
数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生
长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通
过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。
2.1-3控制方案
本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对
温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过
按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继
电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制
模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,
并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发
出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因
子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动
力,降低劳动者的劳动强度。
2.2系统的硬件组成
为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境
控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内
温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据
智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿
帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装
有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成
数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了
确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方
式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方
便。
3系统的软件设计
3.1温室控制系统PLC软件的设计
根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误
动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本
身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启
动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是
4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵
启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个
侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行
程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合
PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利
用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;
(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存
储空间和端口即可解决。
3.2控制系统软件设计
系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的
控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机
构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温
室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执
行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时
间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制
效果达到最佳。
3.3系统的组态监控软件的设计
组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设
备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正
常的一种软件包。其主要功能如下:
(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温
室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信
号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置
和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风
扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖
三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的
照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全
月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。
(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备
状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温
度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。
(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控
制器的全部设定参数。
(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同
时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内
温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全
月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。
4结语
本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影
响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技
术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室
控制系统。圜
状态
(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]
。
它可以统计任意时刻的户外温度、光
14O
[参考文献】
邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应
用.现代化农业,2003(12):1~3
申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思
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一 、节能日光温室的建设
1、设计建设节能日光温室时应该注意哪些问题?
一个好的节能日光温室,要具有以下特点:一是透光性能良好,光照利用率高;二是增温快,保温性能良好;三是易于操作和通风排湿,便于管理;四是结构牢固,防风性能良好,使用寿命长;五是易于建设,且投资较少。
为实现上述要求,在建设时要注意做到:
(1)、节能日光温室选地:设计建设节能日光温室(棚)选地时,要注意选择那些地势高燥,大雨过后不积水,地下水埋深低于1米,排灌条件良好,土壤肥沃,土质松散,透气性好,土层较深,保肥保水性能良好,且背风向阳,交通方便的地段。
(2)、节能日光温室坐向:实践证明,日光温室应建成坐北朝南方向,并偏西(阴)3--5度为好。这样的方向,接受阳光时间长,光能利用率高。若因地形地势等原因,达不到以上要求,也应尽力调整,使之在偏西10度至偏东5度范围内。方法如下:中午12点至12点20分之间,在地面插一根垂直标杆,通过观察,选取其最短投影,然后做其垂直线,再以该垂直线为准,偏阴5度划直线,所画直线,即为温室后墙方向基准线。
(3)、节能日光温室大小:节能日光温室,其东西长50-70米比较适宜,若长度短于40米,则温室体积偏小,保温性能降低,遇到严寒天气,室内易发生冷害或冻害。若长度超过80米,则拉盖草苫的时间长,管理不方便。
(4)、节能日光温室的高度与南北跨度:温室的高度与南北跨度,应根据当地的纬度来定。因为高度与跨度决定着温室采光面的角度(图1),采光面的角度又左右着阳光入射角的大小。要保证阳光有较大的入射率,其入射角应小于40度。因为太阳光的投射率与光线入射角关系密切。其入射角在0-40度范围内,随入射角的增大,光线的入射率下降,但是变化不明显,当入射角大于40度以后,随入射角的增大,其透光率明显甚至于急剧下降。
由图1得知,温室采光面的角度=900-太阳高度角-阳光入射角(40°)。太阳高度角一天之中,中午最大,早晨出太阳时为零,一般上午10点,下午2点时太阳高度角比正午可少6--7度。因此,温室采光面的角度,应适当增加5--6度为好。
太阳高度角,由其所在地的纬度决定,不同地区因其所处纬度不同,其太阳高度角不同(表1)。
表1不同纬度不同季节太阳高度角的变化(12点)
北纬度
太阳高
度角
季节 30° 35° 40° 45° 50°
立春、立冬 43.6° 38.6° 33.6° 28.6° 23.6°
春分、秋分 59.9° 54.9° 49.9° 44.9° 39.9°
夏至 84.4° 79.4° 74.4° 69.4° 64.4°
冬至 36.6° 31.6° 26.6° 21.6° 16.6°
所以,建温室时,其采光面的角度应根据当地太阳高度角来决定。例如:在北纬36度左右地区,建温室时,其采光面的角度,应大于23度(ɑ=90°-31.6°-40°+5°=23.4°)
根据以上原理,在北纬36度地区建温室,其南北宽(跨度)可用下面公式算出:温室宽=温室最高点高度×ctgɑ(ɑ为采光面角度)+后坡面的投影长度。其温室设计高度为3米,后坡面的投影长度为1米,采光面的角度为23°(ctg23°=2.36),则其南北跨度为8米(3×2.36+1=8)。若温室设计高度为3.2米,其南北跨度则为8.5米。
(5)、节能日光温室的前坡面形状:前坡面(采光面)的形状,目前经常采用的有两种形式,一种为立窗型,即一立一斜型;另一种为抛物线型,也叫半拱圆或半弧型。这两种形式,后者为好,因为:一是抛物线型,其温室的采光面呈拱形,结构坚固,抗压力强;二是坡面凸起,便于用压膜绳压膜,可消除一立一斜型的温室,必须用竹竿压膜,用铁丝绑缚竹竽,造成孔洞多,保温性能差和室内滴水的缺点;三是抛物线型,其采光面透光性能好,阳光利用率高,特别是上午9点以前,温室增温快;四是抛物线型,拉揭草帘便利,且下雪时采光面上积雪少,便于清扫采光面上的积雪。
(6)、节能日光温室后坡面角度与投影长度:日光温室设有后坡面,可显著提高温室的保温效果。并能提高温室的高度,增大采光面角度,利于太阳光的射入,还能方便摆放与揭盖采光面的保温覆盖物(草苫、纸被等)。
为保障严寒时期温室的室内温度,设立后坡面是必不可少的。但是,后坡面又能阻挡温室北边空中散射光的射入,恶化了温室后部的光照条件,造成温室后部作物生长发育状况、产品的产量与质量,都明显劣于前部作物。平衡利弊,并为便于摆放和揭盖保温覆盖物,应设立后坡面。但后坡面宽度不可过于宽大,其投影长度应维持在1米左右,以尽量减少遮光。如有条件,后坡面建成半活动型为好,上半部为透光型,夜晚备有保温覆盖设施,以提高温室保温效果;白天撤去保温设施,增加散射光的射入,以改善温室后部光照条件;下半部为保温性能良好的永久性坡面,利于保温、摆放、与揭盖保温覆盖物。
后坡面的仰角应合理,在北纬36度左右地区,应维持在38度以上,以便于在最为严寒的季节(冬至前后2个月),太阳光可以直射后坡面的内壁,利于提高温室温度和改善温室后部的光照条件。
(7)、节能日光温室采光面透明覆盖材料:要采用透光、无滴、防尘、保温性能良好,且具有抗拉力强、长寿的多功能复合膜。比较好的有聚乙烯长寿无滴膜、三层共挤复合膜、聚乙烯无滴转光膜、乙烯-醋酸乙烯三层共挤无滴保温防老化膜、聚氯乙烯无滴膜等。
2、温室的墙体应该怎样建设,保温效果才会更好些?
温室墙体是温室的最主要构件,它不但能支撑封闭温室,起到保温作用,而且它还具有白天蓄积热量,夜晚释放热量,稳定温室夜间温度的作用。墙体分为实心墙与空心墙两种类型,空心墙又可分为有保温填充材料和无保温填充材料两种类型。单纯从保温效果而言,只要封闭严密,空心墙体比实心墙体保温效果好,填充有保温材料的墙体又优于无填充材料的墙体。但是若温室遇到连续阴冷天气,空心墙体因其蓄积热量较少,热量释放快,其室内夜间温度会明显低于相同厚度实心墙体建造的温室。
实践证明,一般情况下,两种不同墙体温室,夜温可相差2度左右,若遇2—3天连续阴冷天气,其夜温相差幅度可达3度左右。综合以上情况,最好建造砖包复合孔穴实心墙体,并在墙体外面,覆以保温层,其保温效果更好。
3、什么是砖包复合孔穴实心墙体?它有哪些好处?应当怎样建设?
“砖包复合孔穴实心墙体”是指由砖和泥土共建而成的墙体,墙的内壁、外壁是用单层砖和水泥沙浆砌成的,其厚度各为12厘米,双层单砖墙之间夹着1层厚度为76—120厘米的泥土墙体,内层的单砖墙壁,均匀密布有粗度直径5—6厘米的孔穴,孔穴深入墙内40—60厘米、这样的墙体我们把它称作“砖包复合孔穴实心墙体”。
这样建造的墙体,用砖量少,投资较少、而墙体结实牢固,不怕风吹雨淋,使用寿命长。这样的墙体内层夹有实心泥土,泥土的热容量大,是仅次于水的储热材料,白天可以蓄积贮存较多的热量,夜晚释放热量多,有利于提高设施内的夜间温度。墙体的内壁密布有孔穴,在白天高温时,热空气可通过孔穴进入墙体内部,快速加热墙体,提高墙体内部温度,增加墙体的蓄积热量,夜晚墙体降温,可释放更多的热量,稳定、提高室内温度。实践证明,建有孔穴墙体温室的夜晚温度,可比同等条件下的其它墙体的温室,夜温提高3—5℃。
建设这种墙体具体操作如下:先用石块掺加水泥沙浆砌地基,地基应高于地面20厘米以上,宽120厘米左右,然后在地基上用水泥沙浆砌砖体的空斗墙,其厚度1米左右(北纬45度左右地区厚度可达150厘米),斗壁厚12厘米,斗长150厘米左右,斗内宽76厘米左右,斗高与墙高同,每两斗之间,有一段12厘米厚的砖墙隔开,墙体的内壁须建成孔穴状,每砌5层砖(高30厘米左右),要建造一排方形孔洞(6厘米×6厘米)。即砌第5层砖时,每砌一块砖,要留6厘米长的空间,再砌第二块砖,使每两砖之间都相隔6厘米远的距离(图3),
墙体建成后,其内壁呈孔洞状,洞与洞中心点之间距离,上下左右皆为30厘米。墙体内的空斗,必须用泥土填实,填土要等墙体水泥凝固后分层进行,即每砌100厘米高左右墙体,填一次泥土,填后逐层踏实。待墙体建好并彻底凝固后,再用直径5--6厘米、长80厘米、前端削成尖形的洋槐木棍,在内壁墙上沿方形孔洞打穴,穴深40—60厘米。所有的孔穴全部打深即可。
4、以前建设的土墙温室,能改造成砖包孔穴墙体吗?怎样改造?
可以改造,方法如下:先在土墙的外面,用水泥沙浆砌砖,包上1层单砖墙,再在墙内包上1层密布孔穴的单砖墙,墙凝固结实后,用直径5—6厘米的铁管从孔穴中向墙内的土墙打穴,深40—60厘米即可。改造以后,其墙体结实牢固,温室的夜间温度可提高3度左右。
5、怎样在温室的墙体外面加覆保温层?加覆上保温层的效果如何?
在温室的墙体外面增设保温层,方法如下:用普通农膜,或用温室换下的旧薄膜,经裁截加工成膜宽3米左右、膜长=温室长度+山墙长度的长幅。后将薄膜两端用熨斗加热,粘结成10厘米左右的缝筒,各插入3米长的毛竹,将其拉开、拉紧包住后墙与山墙的后半部。两端的毛竹,下头扎入地面泥土中,入土深30厘米以上,上头以铁丝缠系,固定于山墙外沿处,薄膜底部边缘埋于墙外土中。然后在墙与薄膜之间的缝隙内填满碎草,碎草厚度30厘米左右,再用泥土把薄膜上部边缘埋压于温室后坡上。
如此处理后,温室墙体外面有一层良好的保温层,墙体热量不再向外散发,夜晚寒冷时,墙体热量只向室内释放,可显著提高温室内的夜间温度,可比不设保温层的温室夜间温度提高3--5度。对稳定严寒时期的温室夜温,效果十分明显。
6、温室设置防寒沟有什么好处?防寒沟应该怎样设置?
以前建温室,是只在温室外面紧靠采光面的前沿开挖防寒沟,沟内填草,上面覆盖薄膜。实践发现,这样设置的防寒沟,经过拉放草帘,操作人员的来回走动,不长时间就被踏坏,失去保温效能。防寒沟应该在温室内的边沿设置,而且不仅仅只在南部边沿设置,温室的4个边沿都应该设置。其中温室南边沿的一条,应改建成储水蓄热防寒沟。方法是:在前沿开挖一条深50厘米、宽40厘米的东西向条沟,沟南,紧靠温室的外沿,站立埋设一排深50厘米、厚2—3厘米的泡沫塑料板,如果没有塑料板,可用旧薄膜包裹碎干草代替。沟底铺设一层碎草,再用两层旧薄膜将沟底、沟沿全部覆盖严密,后在沟内铺设一条粗度直径为50厘米左右的塑料薄膜管(80厘米宽的双面塑料筒),其长度和温室长度相同。铺设好后,先把塑料管的一端开口用细绳缠紧,并垫高使其高于地面,再从另一端开口灌满井水,后将开口用细绳缠紧、垫高,不让开口向外漏水。
其它3条边沿,各挖掘深40厘米、宽20厘米的窄沟,沟内填入碎草,草要填满、踏实,不必覆盖薄膜。
这样做的好处:一是沟内填入的碎干草能吸收设施内空气的水蒸气,降低空气湿度,利于防治病害;二是比较全面的防止了土壤热量的向外传递,提高了土壤温度;三是沟内的碎草吸收水分后,会被土壤微生物分解发酵,既可释放热量,提高室内温度,又可释放二氧化碳,为叶片的光合作用提供原料,可显著提高室内作物产量。前沿的泡沫板能防止温室热量外传,具有良好的保温效果;塑料管内的井水,白天吸收和蓄积热量,夜晚释放热量稳定室温,改变了夜间温室沿部位温度偏低白天温度偏高的弊病,管内的井水还可用于灌溉室内作物,解决了冬季灌溉用水温度低,浇水后降低地温的难题。
7、温室的通风口应该怎样设置?
温室的通风口应该设置2条,1条在温室的顶部,1条在温室的前部1.2—1.5米高处,通风口处,配备防虫网。这样设置通风口(顶风口和前风口),便于管理。通风时,室外冷空气由1.2—1.5米高处进入室内,因被室内前部上升的热空气迅速加热,避免了冷空气直吹作物的现象发生,而且前风口与顶风口会形成空气对流,促进室内空气循环,利于热空气由顶风口迅速排除,既均匀了室内各部位的温度,又有效地降低了室内温度,并能避免害虫和鸟类从通风口进入室内。
目前,不少温室只设顶风口,不设前风口,多数通风口不设防虫网,这样做,会在管理上带来诸多不便,一是通风时,害虫和鸟类容易从风口侵入,危害作物;二是一旦室内出现高温,只靠顶风口通风,降温困难,即使打开后墙的通风窗口,也难以使温室前部温度降下来,只好扒开底膜,开底口通风。这样做,室外冷空气,直吹室内作物,往往会造成室内前部的温度骤然猛降,引起作物叶片失水干枯,带来不应有的损失。
现给你发这些过去,如果你有其他需求可直接给我发电子信箱,
改革开放 30 年来,我国农业技术推广工作取得了长足发展,为促进各个时期粮食增产、农业增效、农民增收,以及保障国家粮食安全和主要农产品有效供给做出了重要贡献。下文是我为大家搜集整理的农业技术推广论文3000字的内容,欢迎大家阅读参考!
农业技术推广论文3000字篇1
浅谈加强农业技术推广体系建设
摘 要:农业技术推广是农业发展方式转变的重要科技支撑,传统的农业技术已经不能满足现代农业发展的需求、不能适应现代农业发展的需要,农业技术推广体系的建设势在必行,使其更好地适应现代农业技术推广的需要服务于现代农业,本文通过对农业技术推广体系进行分析,探讨一下农业技术推广体系的建设。
关键词:农业技术;推广体系;建设
随着农作物新品种的推广,对农业技术提出了更高的要求,而且农业技术推广体系是推动农村实现科技进步的重要力量,是国家高度重视的问题;推进农业技术推广体系建设是中国农业技术上的核心内容,直接关系到农业的又好又快发展。
1 传统的农业技术推广体系现状
早在1982年,国家就将农业技术推广体系列为促进农村经济发展重点建设项目,在基层农业技术推广机构健全了以县级农业技术推广机构为中心,以乡级农业技术推广机构为基础的农业技术推广体系,加大了以粮食生产为主的传统农业技术的推广和普及,使农业技术推广为粮食产量连续迈上新台阶、为农村经济的发展作出了历史性贡献。为了进一步适应农村经济的发展,2009年以来,国家实施农业技术推广体系改革和建设项目,进一步完善了农业技术推广体系,技术推广机构也逐渐增加,普遍提升了技术员的能力,以县级农业技术推广机构为中心,乡级农业技术推广机构为基础,社科技术示范户为辐射点的推广体系,对农业技术进行大面积的推广,并且建立了多元化的农业技术推广的载体。是以农业发展为基础产业,所以着力进行农业技术的推广是发展农业的重点,通过灵活多样的推广方式,例如科技示范区、科技下乡活动等等,取得明显的成果,定期对农业技术实行咨询讲解与培训,刺激了农村经济的发展。
2 农业技术推广体系建设存在的问题
虽然农业技术推广体系比较完善,但是仍然存在问题,主要体现在以下三个方面:
一是推广体系还存在不完善的问题。农业技术推广体系建设要求的是完整性,紧密衔接农业科研、农业教育与农业科技推广,但是由于整体的农业技术推广体系其组成的部门主体是不连贯的,由此导致各个部门之间缺乏统一性和联结机制。在基层没有能够建立健全村级农民技术员队伍,没能够把农产品加工企业和农民专业合作社纳入到技术推广体系之中,客观上也存在着不连贯和不完整的问题。
二是农业技术推广效率还需提高,农业技术推广客观上存在着政府主导的计划性和指导性的性质,并不能够做到及时跟进农业发展状况,存在着农业技术的供应与需求脱节的问题,往往农业技术的推广完成是任务性和目的性的,与农民、农业的实际发展需要还存在着不吻合的问题,缺乏主动性和积极性,制约了农业技术的推广,影响了农业经济的发展。
三是部分农民的科技意识仍然不强。部分农民对于科学性的技术知识意识淡薄,忽略了农业技术的重要性,因此影响了农业技术的推广,大多数年轻的农业人口改变了自身的环境,选择非农业或他乡谋生,剩余部分的劳动力在文化科技素质方面不高,导致其对农业技术的推广缺乏应有的认识。
3 完善农业技术推广体系的建设
完善农业技术推广体系的建设,是推动农业创新与科学发展的核心内容,最主要的是要有一套实际可行的推广管理体系和运行机制。有效的推广管理体制和多样的运行机制是促进农业技术推广事业迅速发展的体制机制保障,科学性、完整性的农业技术推广体系建设是加快农业新技术推广应用,发展现代农业的体系保障。
3.1强化农民农业知识以及科技教育的专业培训
农民是接受农业技术推广的主体,所以有关农业技术的科技教育是提高农民技术应用能力的前提,提高农民对农业技术推广体系的适应性,只有将农民对农业知识的接受能力进行提高,才可使其适应现代农业技术推广的更新速度,理解农业向产业化改变的经营要求,因此,在农业技术推广体系的建设中,应加入定期对农民进行专业培训的模块,培训内容包括农业的科技知识、教育知识等等。
3.2不断对农业技术推广体系进行变革和创新
在政府主导的基础上,促进体系建设的多元化发展,实现农业技术推广体系的完整性,在现已实行的农业技术推广体系的基础上,把省、市级的农业科研和农业教育机构到推广体系之中,形成紧密衔接的有机整体,强化科技力量支撑。加大对村级农民技术员的政策待遇扶持力度,建立健全村级农民技术员队伍,发挥其在农业技术推广体系中的桥梁和纽带作用。加大对有科技推广能力和科技带动作用的重点农产品加工龙头企业、农民专业合作社、省市级示范社和农民专业技术协会的政策扶持力度,将其纳入到农业技术推广体系中,走多元化体系建设这路,完善农业技术推广体系队伍建设,实现体系的完整性。要将信息化服务纳入到农业技术推广体系建设之中,加大信息化基础设施建设投入,提高信息化服务水平,改变当前主要是提供农业生产技术服务、优化农业资产及综合性服务方向发展。
3.3提高农业技术推广的效率
实现农业技术的供应与需求有机结合,在农业技术推广体系的建设中积极组织各级各类农业科研、教育、推广机构深入农产品加工企业、农民专业合作社、家庭农场、种粮大户和农民群众之中,大兴调查研究之风,深入了解涉农生产经营单位和农民群众对农业科技的实际需求,实时关注农业的动态,并对其进行分析,合理合适合需地确定农业技术推广项目,开展农业技术进行推广活动,满足农民的需要。响应国家“以贡献求发展”的号召,促进农业技术的交流,将新型的科研成果及时注入农业的发展,实现农业科技转化为现实农业大学生产力;分析制约农业技术发展的因素,尽快提出解决措施同时进行实际运用,推进农业技术推广事业健康可持续地发展现代农业。
4 结束语
通过对农业技术推广体系建设的探讨,对于农业的发展是起到促进作用的,农业技术推广是依据农业发展现状提出的解决办法,加强农业技术推广体系的建设,是提高农业技术发展水平、带动农业经济发展推进农业现代化的重要决策。
参考文献:
[1] 郭庆海.农业科技推广体系建设论纲[J],农业经济,2001(03).
[2] 黄天柱.中国农业科技推广体系改革与创新[J],中国农业出版社,2012(06).
[3] 路立平.吉林省农技推广的制约因素分析及路径选择[J],农业科技管理,2011(09).
农业技术推广论文3000字篇2
浅析设施农业技术推广
【摘 要】世界各地设施农业发展迅速,正向高科技、智能化、自动化、网络化方向发展。面对这种新形势,本文分析了国内设施农业发展历史及现状,并结合某地实际情况,提出逐步完善多元化的技术推广机制,把政府推广机构、农业院校、科研院所、涉农龙头企业及农民专业合作组织等有机结合起来,各显所能、优势互补,多渠道的开展设施农业技术推广,探索出一条具有某地郊区型现代农业特色设施农业发展道路的有效途径。
【关键词】设施农业;技术推广;现状
设施农业是知识与技术高度密集的产业, 集成了现代科学领域如 信息、电子、能源、建筑、材料、机械、生物、品种、栽培、养殖、管理等现代科学技术,是最具活力的现代农业,是衡量一个国家和地区农业现代化进程的重要标志之一。因此,设施农业应该成为发展现代农业的“火车头”,现代农业建设的先导区、示范区,农业持续增长的“增长极”。面对当前资源紧缺、生态环境污染严重、农业从业者队伍日益萎缩、农民增收日益艰难、国内外市场竞争日趋激烈的严峻现实,改变传统农业生产方式落后、结构单一、技术含量低下、效益微薄、农民增收困难的现状,就势必要改变落后的生产方式,走技术密集型道路,促进农业持续高效发展,促进农民持续稳步增收,因此,发展现代农业的根本途径就是大力推进设施农业建设。
1.国内设施农业发展历史及现状
我国设施农业历史悠久。据记载在汉代就有了以油纸作为透光盖 层的原始温室。
80年代,以日光温室、塑料大棚、遮阳网覆盖栽培为代表的设施园艺发展迅速,形成了以塑料棚为主的与风障、地膜覆盖、阳畦、温室等相配套的保护地蔬菜生产体系。90年代以来,我国较大规模地引进国外大型连栋温室及配套栽培技术,设施农业以设施园艺作物生产为主迅猛发展。到2000年,我国以蔬菜栽培为主体的设施园艺面积已达210万亩,按绝对面积计算为世界第一。在设施园艺研究领域,我国取得了一定的进展,试验研究出比较适合我国气候条件与国情的园艺设施,在保护地栽培、节水灌溉、机械化育苗以及无土栽培等方面的研究也取得了一定成就,部分研究成果已逐步在生产实践中得到广泛应用与推广。目前我国设施农业不仅包括园艺作物,也广泛地用于大田作物、林果生产、畜禽饲养、水产养殖等领域。
2.加快某地设施农业技术推广的建议
2.1政府项目推广与技术示范辐射相结合的推广
是由经济规律、社会需求和农民增收愿望共同决定的,以项目为载体大力发展设施农业势在必行。各镇(街道)农技推广部门每年要有选 择的实施一批适宜当地生态条件、品质优、基础好、效益高、有市场 需求的设施农业重点项目,在某地市的统一规划、科学布局下,有计 划、有组织地大面积推广应用。在项目确定后,各级财政都应拨付一 定经费,由市里组织专家研究提出集中应用的新技术或配套技术。
开展以入户指导为主要方式的技术服务,技术指导员要统筹制定指导方案。开展育种、栽培、装备、管理等方面的入户指导、培训和信息服务。不断提高设施农业种植户、养殖户的学习接受能力、自我发展能 力和辐射带动能力。每名技术指导员一般要联系20个示范户。在生产关键环节必须到户指导,并结合农事活动的实际需要。经常回访,帮助解决生产实际难题。市农业行政主管部门、技术指导单位、技术 指导员、示范户四者之间要分别签订技术服务合同,明确各方的责任、权利、义务,加强检查与考核。对表现突出的技术指导员和带动作用 明显的种养户给予奖励。农民专业合作组织与龙头企业技术扩散的推广。
2.2农民专业合作组织与龙头企业技术扩散的推广
农民专业合作组织是农技推广网络的有效补充和延伸, 具有很高的实践意义和现实意义。相对于单个农户, 农民专业合作组织在信息采集、技术采用、市场开拓三个方面有明显优势;相对于政府部门,农民专业合作组织是农民集体进入市场的载体,也是农业信息化的组织载体,在带领农民开拓市场方面有较为准确的切入点。农民专业合作组织既是信息源、也是信息宿,更容易贴近设施农业种养户及满足其需求,是及时、准确、高效信息供应的忠实服务者。通过农民专业合作组织的专业化管理、市场化经营,可以引导会员农户科学决策,减少设施农业生产的盲目性,降低风险。
2.3农业教科研机构与技术市场的推广
近年来,浙江农林大学及在杭科研机构为提高教学、科研质量,经常会把某地一些设施农业生产基地作为自己的实践环节。这样双方就建立了互惠互利的合作机 制,一方提供实践基地、另一方派出有经验的专家技术人员到生产基地蹲点,参与技术开发、技术指导、技术培训和信息咨询等技术推广活动。在农科教结合中,要大力发展农村教育,加强职业技术教育和适用技术培训工作,提高广大农民的素质,培养一大批扎根于农村的科技力量,是科教兴农的重要环节。
农村职业技术教育要始终坚持为5年杭州电大毕业论文农业和农村经济建设服务的方针,贯彻因地制宜、按需施教、灵活多样、注重实效的原则。特别是适用技术培训更有针对性,把培训农民与技术推广紧密联系起来,农技推广、科研、教育等部门应积极参与和密切配合。浙江农林大学、 科研机构的科技成果具有自身的特殊性,对具有商品属性的物化类和部分易控制技术成果,虽然进入市场,但由于农业成果的生态区域性、不稳定性、时效性、时序性等特点,对价格的确定、风险的界定、权限的规定等问题,决定了推广技术的不确定因素的增加,因此必须制定细致的规范,加强政府在其中的引导作用。
总之,提高设施农业技术推广效率,是一项复杂系统工程,涉及 推广系统、用户系统、研究和管理系统等。在某地郊区型现代农业建 设过程中,促进设施农业发展要深化体制改革,逐步完善多元化的技 术推广机制,把政府推广机构、高校推广机构、农业科研院所推广机 构、涉农企业及民间推广组织等有机结合起来,各显所能、优势互补, 多层次、多渠道的开展设施农业技术推广。
【参考文献】
[1]高启杰.农业推广学.中国农业大学出版社,2005,8.
[2]张英,徐建华,李万良.无土栽培的现状及发展趋势.农业展望出版社,2008,4.
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现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文
在学习、工作中,大家都接触过论文吧,通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。那么,怎么去写论文呢?以下是我为大家整理的现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文,仅供参考,大家一起来看看吧。
摘要: 本文阐述了农业灌溉技术的现状和发展方向,对物联网、无线传感器、大数据以及智能感知等人工智能技术与灌溉技术相结合,实现农业灌溉的智能化、规模化管理,以及农业生产的灌溉环节面临的困难和挑战做出了深入的分析,对农业生产的智能化有一定的参考意义。
关键词: 智能灌溉;传感器;无线;物联网;大数据;
农业是社会生产和生活的基础。随着科技的发展,各项技术不断应用到农业生产中,“智慧农业”以智能感知、物联网、大数据和机器学习为依托,逐渐成为现代农业建设的主方向。
水资源的储备和利用技术与现代农业的发展休戚相关,水资源的不合理利用,甚至浪费,成为农业现代化发展的瓶颈。另外,水资源的地域分布不均和季节分布不均,干旱缺水与水资源短缺已成为制约现代农业可持续发展的重要因素。一方面是水资源严重不足,一方面是不科学的灌溉方式,这不仅造成了水资源的浪费,更加剧了水资源的短缺。另一方面,气候变化及其影响也是现代化智能灌溉要面临的挑战。气候变化会导致水质的下降,水和土壤盐分的增加,进而加大灌溉需求,最终导致农业生产成本的提高。
农业智能化灌溉技术通过基于无线传感器技术的物联网技术、云计算技术、大数据技术以及人工智能技术等,集智能感知、智能预报、智能决策、智能分析为一体,为农业生产灌溉提供智能预测与决策方案,达到精确化灌溉的目的,是高品质农作物产品生产的重要一环。
因此,发展农业智能化灌溉技术,实施旨在改善水资源管理的技术创新,实现水资源的合理利用,同时,能够实施水肥一体的灌溉技术的革新,在大幅减少灌溉水用量的同时,能够降低农作物生产成本,提高作物的产量和质量,是目前我国农作物生产的一个战略目标。
1、我国农业灌溉技术的现状
灌溉行业发展迅速,在欧美发达国家已经有了成熟的应用。以滴灌、喷灌为主的水肥一体化灌溉模式在国外已经非常普及,但国内,农业生产企业总体上对于水肥一体化的认知程度还是不够。
我国大部分地区,特别是北部地区,由于干旱气候决定的资源性缺水比较严重,而中部地区则同时面临着严重的水质性缺水和资源性缺水。即使是南方地区,也存在季节性缺水的情况,给农业生产发展带来了阻碍。同时,气候环境、温室效应等因素也使得水资源的供需矛盾日渐显现,在一定程度限制了这些地区的经济发展和繁荣。
目前,农业生产灌溉技术主要采取滴灌、喷灌、微灌等节水灌溉措施,虽然相对于大水漫灌而言,已经实现了较高的效率,但从综合效果看,还无法根据农作物的生产环节进行按需灌溉,精细化程度远未满足当下生产的需要。公开资料显示,生产一公斤粮食耗水量高达800公斤,相对于先进国家,生产一公斤粮食耗水量约为500公斤,差距还是很明显。
传感器的兴起使农业生产更加精准和安全,比如,现在许多灌溉公司正在开发跟气候环境、土壤环境相关的传感器技术,通过物联网技术,来实现对农业灌溉的精细化管理和控制,但目前,特别是国内,对这些技术的应用,还处于探索初级阶段。
为了全面实现我国农业高效灌溉系统的建设,必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用,建立基于物联网和传感器等新技术基础上的节水灌溉体系。
2、实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术的意义
2.1实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,为实现我国从传统农业向现代化、集约化、规模化农业发展提供了一个强有力的.技术支持,是解决我国农业灌溉作业中水资源短缺问题的最佳途径。
2.2农业生产中,灌溉环节是最为重要、也是人力成本花费较高的环节。智能化物联网灌溉技术的应用,不仅能够节约灌溉用水,还能够最大化降低人力成本。
2.3实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,能够对植物生长的各个环节进行精细化的监控,提高作物产量;另外,结合水肥一体灌溉技术的应用,还有利于提高和改善农作物的品质和产量,达到增产增收的效果。
2.4实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,能够实现灌溉的自动控制、远程控制,减少人为操作的盲目性与随意性,提升农业灌溉的综合管理水平,改变原先粗放式的灌溉模式,全面提高农业生产的效率,为规模化、集约化农业生产奠定基础,有效地缓解我国灌溉水资源紧缺的问题。
综上所述,基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术,必然成为今后农业智能化灌溉发展的趋势。
3、现代化智能灌溉技术推广的困难
3.1商业型智能灌溉设备系统成本高昂,中小农业商户承担不起费用,无法使用智能灌溉系统,比如:典型商业传感器非常昂贵,因此提供可连接到节点的低成本传感器用于灌溉管理和农业监控系统,成为推广智能灌溉的一个挑战。
3.2不同土壤类型和土地所需的灌溉水量不同,如果没有因地制宜地实施灌溉方案,使用过多或过少的水量都有可能造成产量损失或质量达不到要求。在过多灌溉的情况下,径流会导致营养物的流失以及水资源的浪费;水量过少,无法满足农作物生长需求。使用智能灌溉调度系统可以帮助用户确定最佳的灌溉方案,有效提高生产力并减少这些不利的环境影响,也是农业灌溉智能化地必要途径,由于前期需要高投入,农民地积极性很难被调动,致使新技术的实施进展缓慢。
3.3基于物联网和无线传感器的智能灌溉技术,涵盖了农业科学,电子科学,计算机信息科学,环境科学等多学科技术,比如,不同类别的的作物对土壤环境和温湿度环境的要求是不同的、地下根部分和地上茎叶部分对水分要求也不同,有的作物的价值在根部,有的作物价值在叶部,因此,就需要灌溉系统根据不同的要求采用不同的灌溉方式。因此,智能化灌溉技术的实施,有比较高的挑战。
4、现代化智能灌溉技术的发展方向
基于物联网和无线传感器等智能感知技术的现代智能灌溉技术,利用无线传感器技术,采集土壤的温度、湿度、酸碱度以及土壤的水分含量、二氧化碳浓度等土壤墒情信息,结合气候环境传感器采集的温湿度、光照强度等环境信息,实时监测周围环境的变化,甚至能够监测到作物表面的水分等作物生理信息,并通过物联网无线通讯网络,将采集的原始信息传送到云端数据中心进行处理、存储,实现信息互通与共享。再通过大数据技术对这些信息进行综合对比分析,根据分析结果对灌溉实行智能化的判断,制定出最适宜作物生长的灌溉方案,根据需要实时、自动驱动相应的灌溉设备,对农作物实施智能化、精细化的灌溉,灌溉阶段完成后,作物生长监控系统可以对灌溉结果进行对比分析,提供更合理的灌溉调整方案,形成闭环,最大化减少人工干预,使得各功能模块达到互相协作的目的,有效帮助农业生产者计划和管理灌溉的时间、灌溉的频率和用水量,将作物生长需要的水分和土肥环境调整到最优状态,减少水的浪费,节约生产成本,并最大程度地减少过量灌溉,从而确保灌溉的准确性与高效性。另外,通过土壤传感器对土壤成分的分析,进行灌溉系统施肥操作,实现水肥一体的灌溉作业,是现代化智能灌溉技术的发展方向之一。
随着农业物联网平台的建设的不断推进,结合气候预报信息和相关传感器收集的气候信息,对可能发生的气候灾害采取预防性措施,例如:针对干旱气候,可以提前布局,储蓄水量,以备干旱来临,有充足用水,实施预防性灌溉,提高农作物抵抗灾害的能力。
综上所述,构建一个多功能,高效率、低能耗的基于智能灌溉技术的节水灌溉平台具有十分重要的意义,也是未来物联网智能化灌溉发展的必然趋势。总之,随着科技的发展,新的技术不断出现,智能灌溉技术融合到农业生产的整个过程,形成完整的闭环系统,不断提升农业生产管理水平,是现代化智能灌溉技术发展总的方向。
5、结论
物联网结合无线传感器技术作为新一代信息化技术的高度集成与综合性应用,已经成为了当今科技发展的战略发展方向之一。我国农业生产规模的不断扩大和农业发展的需要,水资源管理至关重要。物联网与农业的相结合,为农业信息化技术与农业产业的发展,提供了新的机遇和挑战,同时农业生产也为互联网技术提供了一个广阔的应用平台,尤其是智能灌溉技术的应用,可以直接有效地解决当前农业发展中遇到的问题,为农业的现代化进程提供强劲的动力,实现高效的精准化灌溉,全面提高农业生产效率。
建设我国农业高效智能化灌溉体系,必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用,以提高农业生产效率和水资源的利用率,保证粮食生产和消费用水的充足和节约。
6、参考文献
[1]赵庆建,王昌海,丁胜,等.农业智能灌溉系统关键技术研发[J].江苏科技信息,2018(2):59-61.
[2]杨彦鑫,阮解琼,黄兆波,等.基于ZigBee的智能农业灌溉系统研究[J].农业与技术,2017(4):66.
[3]徐一,江昊.智能节水灌溉技术在主要农作物全程机械化中的应用[J].南方农机,2019(4):72.
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