計算機技術在溫室作物灌溉中的應用

程江珂　王勝男

摘要 一直以來，我國人均水資源量不足，傳統漫灌式的農業用水方式造成了我國水資源的極大浪費。因此，迫切需要解決這一問題，大力發展高效、節水農業。隨著科技的發展，計算機技術逐漸應用到農業生產中，對節約水源、省工等發揮了重大的作用。本文通過將以色列與我國的節水灌溉中計算機技術的使用情況進行比較，分析了計算機自動控制灌溉技術及溫室灌溉中計算機的輔助軟件應用等技術，為溫室作物灌溉中計算機技術的應用提供一定的參考。

關鍵詞 溫室；作物；灌溉；計算機技術

中圖分類號 S625.5+8 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0153-01

自20世紀90年代以來，計算機技術迅速發展，不斷被應用到傳統產業中。作為一項重要的高新技術，計算機技術已經在我國農業領域得到了較為廣泛的應用，包括作物的管理、科研、信息服務等方面，但目前應用到農業灌溉中的研究不多[1-2]。隨著我國經濟的快速發展，人們追求更高的生活水平，對市場上一些反季節蔬菜、水果等的需求大幅度增加。在此背景下，溫室大棚數量迅速增加，溫室栽培面積迅速增大，但由于多種原因的影響，溫室大棚內的灌溉效果一直不理想，大部分還是采取原來的人工方式進行粗放式灌溉，不僅浪費水資源及勞動力資源，也不利于作物生長。而利用計算機技術，科學地對灌溉系統做好規劃，適時進行灌溉，可以實現提高作物的產量及品質、節約水資源的目標。因此，結合溫室作物的需求按時、按量地科學灌溉成為未來高效節水農業發展的重要方向[3]。為了節約水源、增加溫室作物的經濟效益，在溫室大棚作物灌溉中采取先進的計算機技術成為以后高效節水農業發展的必然趨勢。

1 計算機技術在節水灌溉中的應用概述

1.1 以色列

以色列的農業很發達，灌溉中計算機技術應用較為廣泛和成熟。當地人口數量多、耕地資源缺乏，年降水量不足，大部分在500 mm以下，在這樣的自然條件下，以色列的糧食可以實現自給自足，從根源上分析，就在于農業生產中廣泛使用了科學技術，尤其是推廣了節水灌溉技術。目前，以色列的農業灌溉中已經廣泛地使用了計算機技術，通過計算機系統及作物的生長需求，制定出科學合理的灌溉技術，適時、適量、精準地為作物提供水源及所需求的養分，最終使水分及肥料利用率大幅度提高[4]。

1.2 中國

相較于以色列，我國在農業灌溉中采用計算機技術較晚，發展還不成熟，自動化水平不高，大多數還是根據農戶自身的經驗確定作物的灌溉量，具有很強的隨意性。有些雖然應用了計算機技術，但存在設備落后、測試傳感器及數據采集等配套設施不足，大部分測試工作還是由人工完成，不僅工作量大，而且也不能保證記錄資料的精準度，與現代農業的發展不相適應。由于缺乏相關的自動收集系統及傳送系統，造成數據不足、系統性不強、統一分析難度較大，不利于有效開展田間管理。因此，有必要結合國外的先進經驗，建立符合我國農業生產實際的計算機自動灌溉系統，提高水分利用率，促進農業的高效、優質化發展。

2 自動灌溉控制技術

計算機自動控制灌溉技術最早期時采取的是機械定時系統，目前使用的分布式控制系統，更為便捷，其在溫室農業生產中的使用越來越廣泛，發揮著更大的作用。以前的溫室計算機控制系統控制管理的模式主要為主機—終端，現在采用的模式為服務器—客戶，前者以一個主機控制管理著其他的子系統，而子系統獨立性不強，不方便使用；后者是在溫室中安置很多控制器，每個控制器均與主處理器相連，由子處理器對數據進行采集、控制管理，傳送給主處理器儲存、顯示，由主處理器發送控制參數到各個子處理器，各個子處理器彼此有很強的獨立性，可獨立工作。目前，分布式控制系統在一些規模較大的農場中使用，取得的效益較為明顯，可以使作物的生長環境得以改善，增加產量，提高品質。目前，農業自動化灌溉技術正逐漸實現智能化，基于計算機知識程序設計方法建立起來的專家系統在農業灌溉上的應用越來越廣泛，其將一個領域專家的經驗集成起來綜合利用。隨著網絡的快速發展，溫室灌溉中使用計算機技術可以使農場主較為便利地控制溫室中作物的灌溉，甚至在距離較遠的地方也能夠操作。

3 計算機輔助設計技術

目前，在溫室中已廣泛使用節水效果較好的微灌技術。通過計算機，能在很短時間制定完善的微灌系統。設計人員先要對溫室中的土壤情況、種植的作物特征、種植面積等進行掌握，結合實際需要，通過軟件進行設計，包括滴頭、閥門、管網等，并可將設計結果模擬出來。通過軟件，可以實現噴頭、閥門、滴頭等參數的查詢等功能，并將其噴灑性能通過圖表顯示出來。目前，這樣的軟件國外較多，應用起來也很方便，但由于其顯示的界面都是英文，國內普通用戶不便于使用，因而有必要結合我國實際開發出適合的設計軟件。

4 參考文獻

[1] 曹立新.計算機技術在溫室作物灌溉中的應用[J].計算機與農業，2001（2）：13-15.

[2] 張爭剛，熊剛.單片機技術在溫室灌溉系統中的應用[J].自動化與儀器儀表，2016（7）：33-35.

[3] 洪家詳，嚴毅梅.計算機技術在節水灌溉中的應用[J].北京農業：實用技術，2008（8）：55.

[4] 丁立.計算機在農業節水灌溉中的應用[J].現代農業科技，2010（22）：46-47.