大數據在人工草地管理上的應用

阿麗屯汗·麥提賽依迪

一、大數據在人工草地管理上的應用價值概述

優質高產的人工草地生產中是推動草地農業現代化發展的重要保障，能為區域生產發展提供充足的牧草資源，還能保障當地牧草生產方式有效優化，實現草原畜牧業長遠可持續發展，對環境保護以及相關環境產業發展具有良好推動作用。近年來隨著各項技術全面發展，能對傳統人工牧草生產發展有效優化，在農牧業物聯網建設中，數據傳輸、物理感知、應用服務、智能處理等多個領域全面發展。通過大數據技術應用，能對人工草地區域微氣象情況、土壤環境全面檢測，掌握土壤環境中水分含量具體變化情況，將其作為人工草地灌溉時間點的有效參照，更有助于提升草地智能化管理成效。

二、試驗方法

民豐縣屬于溫帶荒漠性氣候，塔里木盆地西北部受到天山以及帕米爾高原影響，限制了水汽以及冷空氣傳遞。南部受到青藏高原以及昆侖山影響，低緯度暖空氣難以匯入，水汽來源較少。年平均氣溫較為穩定，年降水量在30.5毫米。試驗中選取某地人工牧草生產單元，應用智能氣象站以及土壤墑情傳感器對相關數據進行監控，采集的監測數據指標主要有風速、降水量、風向、土壤水分含量等，最終將獲取的數據通過Excel進行統計。

三、結果分析

1、降水量分析

從表1各項數據中能得出，降水主要是集中在8月份，其中8月份降水量占據四個月降水量總和的58.33%。其中在6月1日至9月29日，出現了10天降水，降水量較大的次數為一次，中雨出現過一次，小雨出現過8次，小雨發生次數所占比重較大。

2、風速與風向

從統計的數據中能得出，5月4日至9月27日，一共在147天之內，6級風力發生次數為2天，主要是在5月5日以及5月6日。其中共出現了8次的五級風，主要是在5月4日、5月5日、7日、11日、28日、7月8日的西南風、9月5日的西北風。四級風主要是發生了36次，三級風一共是出現72次，其中三四級風發生天數占比重較大，為73.47%。在5月至9月一共獲取風向數據15089次，主要風向為西北風與西南風，二者發生頻率各占據24.06%以及34.64%。

3、土壤分層水分分析

10cm土層水分變化能有效反映出自然降水以及人工灌溉頻率與灌溉程度，在各個峰值中能集中反映降水以及灌溉情況。其中在10cm土層中，最高含水量是26.71%。歷史最低含水量是5.67%，主要是出現在7月16日，其中10cm歷史最高程度含水量是26.58%，最低含水量是4.36%。通過植物ET根部分布以及分層耗水情況來看，在植物生長關鍵需水期中，ET根系大多數都是分布在地表到土壤60cm范圍的土層間，對應的耗水量和能達到100%。植物ET根部分布以及分層耗水量從地表到深層土壤隨著土層深度增加逐步減小，依照相關試驗能得出植物ET根部是60cm。要注重對20至60cm水分合理分析，其中20cm土層含水量最高時期為21.84%，在9月中旬。最低含水量是在7月份中旬，是5.46%。在30cm的土層中，歷史最高含水量是22.76%，主要是發生在8月10日，最低含水量是在7月份中旬，含水量為6.11%。40cm土層歷史含水量最高是出現在5月22日，含水率為20.16%。歷史最低是出現在7月20日，最低含水量為5.55%。40cm歷史最高含水量是19.59%，主要是發生在4月25日，其中歷史最低含水量是在5.06%，主要是發生在8月7日。50cm土層歷史最高含水量為21.97%，發生在5月22日，最低水量是6.82%，在7月份下旬。60cm土層最高含水量為21.06%，主要是發生在5月份下旬，最低含水量是7.24%，出現在7月份下旬。從分層水分波動曲線中能得出，各層歷史最低含水量主要是發生在植物收割前期控水環節，相對于上層根系先進入水分緊張狀態。

4、活動溫度變化

智能氣象站不僅能對土壤環境地下十層水分進行監測，還能有效監控地表溫度情況。其中一段時間內日平均溫度≥10℃持續期間平均溫度和就是積溫。當外部環境要素各項條件均滿足規定要求，在相應的溫度范圍中，生物有機體生長速率與溫度之間處于正相關狀態。其中最低、最高、平均地表氣溫受到月份影響，隨著推移順序不斷變化呈現出增加之后降低的發展趨勢。實際降水量和地表溫度在時間維度分布中表現差異性較大，水熱條件不會同期發生。

三、討論

通過大數據監測數據分析能獲取具有代表性的區域生產單元自然風向、降雨量、風速、植物分層含水量、地表積溫以及土層水分等各項數據，以及數據對應的具體變化規律。降水時間主要是集中在8月份，其主導風向是西南風、西北風。在4月中旬至10月份為重要的種植收割時期，在11月份中旬土壤環境生產能力降低。隨著土層深度逐步變化，深度越大分層耗水量會逐步減小，其活躍性對灌溉管理具有良好的指導作用，當前還要注重依照植物生長周期各項需求采取針對性的生產管理措施。其中在6月至9月科學化灌溉，能促使牧草ET根部位置有效活躍，但是實際灌溉周期較短，灌溉中存有較多不合理問題，導致科學化的作物數據不能有效獲取，水肥資源浪費較為嚴重。所以要注重適度調節灌溉周期，每間隔四天時間灌溉一次，要適度補充灌溉量，每次灌溉能達到40cm左右深度。

通過對降水量、土壤煽情、分層含水量等各項數據指標進行分析，基于綜合數學、統計學實現各項數據科學化分析，建立生物量預判模型，指導人工牧草生產管理工作開展，對天然牧草產量進行預判，為新時期區域智慧草業發展提供相應的理論基礎。

（作者單位：848500新疆民豐縣薩勒吾則鄉畜牧獸醫站）