李振伙

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)極速發(fā)展的今天，氣候等因素對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的限制正在逐漸被打破，無土栽培技術(shù)的應(yīng)用正是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的突出表現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使一種智能化的檢測(cè)控制方式深入人心，這種技術(shù)可以準(zhǔn)確測(cè)試出栽培環(huán)境的溫、濕度，及植物培養(yǎng)過程中的pH值和養(yǎng)分狀況等，幫助無土栽培實(shí)現(xiàn)智能的集約性、高效性發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)在無土栽培過程中進(jìn)行應(yīng)用時(shí)可以通過感知、識(shí)別栽培環(huán)境中各類信息的變化，分析這些信息所反應(yīng)的實(shí)際狀況，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息傳送給有關(guān)研究人員，讓研究人員實(shí)時(shí)把控植物的生長狀況，并根據(jù)狀況做出有效的工作調(diào)整，從而推動(dòng)無土栽培發(fā)展的高效化。

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息化發(fā)展的直觀體現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)人與物或物與物之間的精確連通，這一技術(shù)的發(fā)展依托于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，主要表現(xiàn)形式是通過信息的傳遞實(shí)現(xiàn)信息與物的高效融合，帶來新興操作模式，使設(shè)備操作的智能化程度得到顯著提高。物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)組成，其中感知層主要由識(shí)別設(shè)備和物理信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備構(gòu)成，負(fù)責(zé)采集和識(shí)別外界信息，由感知層識(shí)別后信息將通過網(wǎng)絡(luò)層傳送到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心設(shè)備應(yīng)用層上，應(yīng)用層的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性相對(duì)較強(qiáng)，主要對(duì)所接收的信息進(jìn)行分析整理，并將做出的反應(yīng)于用戶控制終端上表現(xiàn)出來，起到信息調(diào)控和管理的作用。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)分類較為復(fù)雜，其中射頻識(shí)別技術(shù)是利用無線電信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)搜索分類，不需要與識(shí)別目標(biāo)之間產(chǎn)生直接的機(jī)械或光學(xué)接觸，根據(jù)音頻不同分為了不同的技術(shù)表現(xiàn)形式，根據(jù)安裝狀況的不同又分為移動(dòng)式的和固定式兩種。目前這一技術(shù)在食品安全檢測(cè)和通道安全方面得到了廣泛的應(yīng)用;傳感器是另一種應(yīng)用較為廣泛的檢測(cè)系統(tǒng)，它可以滿足從傳輸?shù)娇刂七^程中的一系列需求，主要應(yīng)用微波通信和衛(wèi)星通信。

2、無土栽培中的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）無土栽培概況

我國無土栽培技術(shù)主要指針對(duì)植物根部營造由營養(yǎng)液或者固體基質(zhì)代替土壤而構(gòu)成生長環(huán)境，這是推動(dòng)精量化育苗和種植實(shí)現(xiàn)的重要方法。根據(jù)培育過程中所應(yīng)用的物質(zhì)環(huán)境不同可以分為水培、霧培和基質(zhì)栽培三種。水培和霧培都是使用特殊的溶液，水培是讓植物的根系直接與營養(yǎng)液進(jìn)行接觸以促進(jìn)植物生長的中的技術(shù)，而霧培則是將營養(yǎng)液噴灑到植物的根部，使溶液浪費(fèi)量明顯減少的方法;固體基質(zhì)栽培技術(shù)則是將珍珠巖、泥沙、蛭石、草炭、泥炭等材料進(jìn)行融合，代替土壤栽培植物。

（2）國內(nèi)外無土栽培的現(xiàn)狀

自上個(gè)世紀(jì)三十年代以來，西方發(fā)達(dá)國家就對(duì)無土栽培技術(shù)進(jìn)行了研究，并取得了一定成果。上個(gè)世紀(jì)七、八十年代營養(yǎng)液膜技術(shù)得到推廣，其投入較低，適合于在大范圍的商業(yè)化種植過程中使用。無土栽培技術(shù)有著節(jié)約空間、適應(yīng)市場(chǎng)、防止污染、避免浪費(fèi)等突出優(yōu)勢(shì)，可以為種植業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來長久的積極影響。上個(gè)世紀(jì)八九十年代，我國在吸收外來經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)無土種植展開研究，并取得了較為顯著的效果。改革開放帶動(dòng)了人們生活質(zhì)量提升的同時(shí)使綠色消費(fèi)理念深入人心，無土栽培技術(shù)的應(yīng)用因適應(yīng)了我國人民的需要而取得不斷發(fā)展，但是由于我國的無土栽培技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，其本身基礎(chǔ)積累較為薄弱，在諸多方面還存在不完善的地方，不利于大規(guī)模種植的開展，因此其推廣受到嚴(yán)重限制。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在無土栽培中的應(yīng)用

（1）無土栽培環(huán)境條件的感知

物聯(lián)網(wǎng)的感知層是這一技術(shù)最主要的組成部分，被稱為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大腦，它經(jīng)過接收由網(wǎng)絡(luò)層傳輸而來的各種信息和數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析整理以達(dá)到預(yù)期效果。網(wǎng)絡(luò)層所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)是采集層以及傳感器設(shè)備通過使用溫濕度傳感器、pH感應(yīng)器、營養(yǎng)濃度感應(yīng)器、攝像頭、紅外線等收集而來的，可以準(zhǔn)確判定出無土栽培設(shè)備中各類因素的具體數(shù)值，并將其進(jìn)行物理量化，以便存儲(chǔ)和分析。數(shù)字鏈路的編碼、調(diào)制和解調(diào)技術(shù)的使用是自組織傳感器網(wǎng)絡(luò)用來使局域網(wǎng)內(nèi)的傳感器及其節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕炯夹g(shù)方法，這一技術(shù)的應(yīng)用是通過網(wǎng)絡(luò)、流量管理、路由的使用帶動(dòng)各節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行自組織與協(xié)調(diào)互通。

（2）無土栽培環(huán)境的調(diào)控

進(jìn)行有效調(diào)控首先要根據(jù)設(shè)施植物對(duì)環(huán)境條件的要求，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的精確設(shè)定，其中溫度、濕度、pH值、二氧化碳濃度、養(yǎng)分濃度、光照，以及栽培室外氣候條件等都是需要重點(diǎn)考慮的指標(biāo)內(nèi)容，對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，通過觀察不同指標(biāo)改變量對(duì)植物生長效果的影響以探求最合適的植物生長狀況。利用感知層中各種各樣的傳感器進(jìn)行信息采集，在終端的作用下對(duì)所獲取的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)分析，利用網(wǎng)絡(luò)層快速實(shí)現(xiàn)信息傳遞，使相應(yīng)的操作接口準(zhǔn)確實(shí)行已更改的命令，從而有效調(diào)控各類指標(biāo)。相關(guān)人員可以對(duì)不同數(shù)值因素的閾值進(jìn)行設(shè)定，讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的無土栽培可以順利實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)功能。

（3）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無土栽培發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式造成了沖擊，促使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植改變以往粗放型、低效率的種植模式，使其向著更高效的方式轉(zhuǎn)變。物聯(lián)網(wǎng)無土栽培技術(shù)是順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代發(fā)展的農(nóng)業(yè)種植方式，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化的特點(diǎn)，同時(shí)能有效保障所栽培農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。但是我國無土栽培發(fā)展還存在資源供給不足的狀況，一方面我國的部分農(nóng)業(yè)設(shè)備與西方發(fā)達(dá)國家相比還有較大的發(fā)展空間，另一方面我國技術(shù)研究領(lǐng)域?qū)τ谵r(nóng)業(yè)的關(guān)注度相對(duì)較低，支撐其進(jìn)行研究的經(jīng)濟(jì)資源存在不足。為改變這一狀況需要無土栽培技術(shù)研究力度得到加強(qiáng)，使其發(fā)展更能滿足我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以為農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)提供更多的信息技術(shù)資源，同時(shí)也在農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，在無土栽培中物聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì)作用，通過精確化管理有效提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，促進(jìn)了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

（作者單位：530314廣西橫縣陶圩鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)站）