徐曉雨

（牡丹江師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院，黑龍江牡丹江 157000）

“智慧農(nóng)業(yè)”即現(xiàn)代智慧經(jīng)濟(jì)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和體現(xiàn)，主要包括智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代高科技智慧技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植、采摘、物流運(yùn)輸及售賣等各個(gè)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧農(nóng)業(yè)中最常見(jiàn)的應(yīng)用技術(shù)，其包含了人工智能技術(shù)、通訊技術(shù)、激光掃描技術(shù)等，具有追蹤、識(shí)別、管理及監(jiān)測(cè)效用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的“智慧農(nóng)業(yè)”概述

1.1 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

智慧農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)是現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)，在我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)及用戶對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的需求下，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展，必須以現(xiàn)代高科技技術(shù)引入農(nóng)田，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，彌補(bǔ)農(nóng)民勞動(dòng)力不足的困境。我國(guó)《關(guān)于印發(fā)全國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016—2020年）的通知》指出，必須加快信息化農(nóng)業(yè)的融合程度，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能裝備在農(nóng)村的應(yīng)用，并定下2020年物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用需占比17%的目標(biāo)。黑龍江省教育廳也在國(guó)家政策的引導(dǎo)下，開(kāi)展關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用研究，為推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建提供理論支撐。

1.2 智慧農(nóng)業(yè)社會(huì)價(jià)值

首先，智慧農(nóng)業(yè)的推動(dòng)能夠在解放生產(chǎn)力的同時(shí)、提升農(nóng)業(yè)耕種效率。隨著我國(guó)義務(wù)教育的普及及城市化的發(fā)展，農(nóng)村滯留勞動(dòng)人口不足，耕種效率低下。智能技術(shù)及無(wú)人管控手段在農(nóng)村的普及，能夠解放農(nóng)村的生產(chǎn)力到城市去，并替代農(nóng)民進(jìn)行田地的耕種管理，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈的高效循環(huán)發(fā)展。其次，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，卻并非是“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)”，對(duì)于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中的經(jīng)驗(yàn)主義灌溉、燒桔梗施肥等方式，不利于土地的循環(huán)利用，不符合我國(guó)生態(tài)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)。因此，以高科技、系統(tǒng)化、科學(xué)性的智能系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，具有環(huán)保價(jià)值，對(duì)我國(guó)生態(tài)的發(fā)展具有重要意義。最后，現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)田設(shè)施中的融入，能夠調(diào)整傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。在實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)獲取農(nóng)田有效信息的同時(shí)，為農(nóng)業(yè)專家提供有機(jī)栽培、嫁接技術(shù)等農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展思路，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)化的有序進(jìn)行。

1.3 智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域維度較廣，從橫向來(lái)說(shuō)，其應(yīng)用幾乎包含了農(nóng)業(yè)從選地、耕種到運(yùn)輸及售賣的全過(guò)程；從縱向來(lái)說(shuō)，智慧農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)管理技術(shù)，能夠應(yīng)用在農(nóng)戶的人員組織管理、食品安全加工監(jiān)測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品工廠人員管控方面。智慧農(nóng)業(yè)在農(nóng)田、園林、綠化、溫室等各類區(qū)域都有所涉及。單就農(nóng)田來(lái)說(shuō)，農(nóng)田土壤元素的勘測(cè)、農(nóng)田灌溉水量的設(shè)定、農(nóng)田周圍環(huán)境的預(yù)測(cè)及農(nóng)田內(nèi)生物生長(zhǎng)周期的控制，都能夠在智能環(huán)境監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)。由此，智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，應(yīng)用方式多樣，且都在可視化的情況下進(jìn)行，具有安全性和權(quán)威性。茶葉作為近年來(lái)熱門的農(nóng)產(chǎn)品，用戶購(gòu)買量較大，對(duì)茶葉的品質(zhì)要求較高。因此，以茶園灌溉系統(tǒng)為例，探究智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建現(xiàn)狀具有可行性。

2 以茶園灌溉系統(tǒng)為例探究智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建現(xiàn)狀

2.1 農(nóng)戶適應(yīng)程度探究

我國(guó)茶鄉(xiāng)區(qū)域性和民族性較強(qiáng)，分布地區(qū)較為分散，各個(gè)省市皆有地域性的茶種，且部分以云貴為主的偏遠(yuǎn)民族地區(qū)，茶葉生產(chǎn)量較大，但此地區(qū)農(nóng)戶對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的熟悉度不足，對(duì)智能設(shè)備的使用及操控具有排斥性。因此，智慧農(nóng)業(yè)在此地區(qū)進(jìn)行智能灌溉系統(tǒng)的構(gòu)建，難度較大。在地方性農(nóng)戶現(xiàn)代適應(yīng)性弱的情況下，必須進(jìn)行適度的信息化普及，在有一定智能群眾基礎(chǔ)的情況下，智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建才得以開(kāi)展。由此，我國(guó)試行《關(guān)于開(kāi)展信息進(jìn)村入戶試點(diǎn)工作的通知》及《關(guān)于開(kāi)展農(nóng)民手機(jī)應(yīng)用技能培訓(xùn)提升信息化能力的通知》等政策，開(kāi)始初步在農(nóng)村進(jìn)行信息網(wǎng)構(gòu)建，為智慧農(nóng)業(yè)的深度構(gòu)建打下良好的群眾基礎(chǔ)。

2.2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)探究

茶園灌溉系統(tǒng)，除負(fù)責(zé)對(duì)土壤及土壤內(nèi)茶葉生長(zhǎng)進(jìn)行勘測(cè)后，自身產(chǎn)生的灌溉水量比例外；還需結(jié)合外在環(huán)境，對(duì)外在的環(huán)境進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判，以提前調(diào)整灌溉水量的大小，并且做好茶田防護(hù)措施。尤其是對(duì)于茶葉土壤沙化、堿化等自然變化可以進(jìn)行檢測(cè)和有效控制?，F(xiàn)階段農(nóng)田中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，僅能夠勘測(cè)出基本風(fēng)速和降雨量，對(duì)于突然性的暴雨、干燥、暴風(fēng)等惡劣天氣，無(wú)法做出準(zhǔn)確預(yù)判。除此之外，普通智能設(shè)備對(duì)于土壤的鎖水度、土壤病蟲卵含量及病蟲害的預(yù)測(cè)，并不具有時(shí)效性的準(zhǔn)確度，只能通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理及人工復(fù)檢進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.3 茶田監(jiān)測(cè)反饋探究

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)茶田灌溉后的含水量及灌溉系統(tǒng)自身的設(shè)備檢修，具有跟蹤、監(jiān)測(cè)功能，是智慧農(nóng)業(yè)構(gòu)建中保障食品質(zhì)量安全及設(shè)備安全的重要因素。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的紅外射感功能，在監(jiān)測(cè)后的反饋結(jié)果可知，目前，部分智能農(nóng)田雖然通過(guò)智能設(shè)備進(jìn)行省水灌溉，但傳統(tǒng)地面灌溉的形式下，茶田并無(wú)可循環(huán)的儲(chǔ)水功能，茶田的水源沒(méi)有做到最大化利用。且對(duì)于茶田的監(jiān)測(cè)，因地域通訊系統(tǒng)的信號(hào)問(wèn)題，多會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題反饋滯后、監(jiān)測(cè)畫面及數(shù)據(jù)不同步的現(xiàn)象。

3 智慧農(nóng)業(yè)構(gòu)建的優(yōu)化路徑——以茶園灌溉系統(tǒng)為例

3.1 基層組別管理人員體系

基于現(xiàn)階段部分茶田農(nóng)戶對(duì)智能灌溉系統(tǒng)的熟知度較低，為提高茶園灌溉系統(tǒng)的使用率和普及率，可在農(nóng)村設(shè)置基層管理人員，對(duì)農(nóng)戶分組進(jìn)行信息化教學(xué)滲透。結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)部《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，將各茶鄉(xiāng)農(nóng)村的歷史資料進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、智能整理，在熟知農(nóng)戶的背景下，分類管理基層農(nóng)村勞動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)智慧灌溉系統(tǒng)的大范圍普及。

3.2 實(shí)時(shí)通訊信號(hào)處理系統(tǒng)

針對(duì)茶田周邊環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)精確度不足等問(wèn)題，在各區(qū)域茶田旁邊設(shè)置通訊基站，以高強(qiáng)度信號(hào)覆蓋茶田灌溉區(qū)域，保障智慧農(nóng)田建設(shè)中通訊信號(hào)的穩(wěn)定度避免監(jiān)測(cè)延時(shí)等問(wèn)題，還可以在茶葉罐蓋區(qū)建造儲(chǔ)水池，并對(duì)儲(chǔ)水池進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，雨季儲(chǔ)水、旱季灌溉。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為融合性的交叉技術(shù)，以智能灌溉系統(tǒng)與全國(guó)氣候監(jiān)測(cè)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)結(jié)。對(duì)以地震、暴風(fēng)、冰雹等難以提前預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)性氣候，進(jìn)行人工智能思維下的危機(jī)預(yù)判，并在危機(jī)預(yù)判后快速形成保護(hù)茶田的預(yù)警體系。在實(shí)時(shí)通訊信號(hào)處理系統(tǒng)的保障下，茶田灌溉系統(tǒng)中的追蹤、監(jiān)測(cè)及灌溉行為都在可視化的情況下進(jìn)行，其與外界的聯(lián)絡(luò)也得以安全、穩(wěn)定進(jìn)行，全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建由點(diǎn)及面，皆可在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行跟蹤展示及宏觀調(diào)控。

3.3 智能管控精確灌溉水量

一方面，更換茶田現(xiàn)階段的智能感應(yīng)地面灌溉設(shè)備，轉(zhuǎn)而應(yīng)用智能感應(yīng)類滴灌、噴灌等設(shè)備，在能夠充分灌溉茶田的情況下，對(duì)水源進(jìn)行最大限度的節(jié)約使用功能。并根據(jù)上文環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置雨水收集、過(guò)濾及土壤水循環(huán)系統(tǒng)，在節(jié)水的同時(shí)充分利用自然降水，節(jié)約人工降水發(fā)電下的電力資源浪費(fèi)。另一方面，將智能傳感器規(guī)律擺放在各土壤層，實(shí)時(shí)智能管控土壤吸水量及含水量，并植入人工思維，對(duì)土壤水量及補(bǔ)給進(jìn)行時(shí)時(shí)計(jì)算、精確補(bǔ)給，保障土壤質(zhì)量的最優(yōu)狀態(tài)，推進(jìn)智慧農(nóng)田的有序建設(shè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

茶田灌溉系統(tǒng)的建設(shè)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智慧農(nóng)業(yè)構(gòu)建的重要環(huán)節(jié)。灌溉系統(tǒng)的優(yōu)化及發(fā)展，能夠促進(jìn)我國(guó)各省市大面積復(fù)雜的農(nóng)田，在智慧農(nóng)業(yè)的政策引領(lǐng)下進(jìn)行有序構(gòu)建。通過(guò)智能設(shè)備、通訊信號(hào)的升級(jí)，以及針對(duì)農(nóng)村信息化下基層人員的素質(zhì)保障，智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的群眾基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)初步完成，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)的構(gòu)建中將會(huì)繼續(xù)深入發(fā)展，持續(xù)推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型。