淺談計算機技術在農業節水灌溉中的應用

黨凱文　葉子銘　謝婭婭

淺談計算機技術在農業節水灌溉中的應用

黨凱文葉子銘謝婭婭

（荊楚理工工學院湖北荊門448000）

文章分析了近代國內外的計算機應用在農業灌溉的技術現狀，對目前一些大量運用在農業方面的軟、硬件進行了研究，闡明了在農業灌溉中計算機技術使用的具體方法和影響，將可靠的技術應用在農業灌溉，有利于提高水的利用率，節約水資源，增加農作物產量，推動農業發展。

農業灌溉；計算機技術；節約水資源

“衣、食、住、行”，排在第二的“食”對人類的重要性不言而喻。自古以來，農業就是一個國家的根本和命脈，在人類社會的發展歷史上，農業扮演著不可或缺的角色。由于我國人口基數大，因此每年都要消耗大量的糧食，有的甚至需要進口來補充不足。隨著社會的發展，務農收入性價比不高，大量農村年青一代進入城市謀生，留在農村的多為老年人，導致關注和了解農作物種植和耕種技術的人群大量減少，逐漸有技術出現斷層的趨勢。水是生命的源泉，由此可見對于農作物來說水十分重要。一處農田是否有好的收成，和它所在地的水資源有著密切關系。從古至今，江南被稱為魚米之鄉都是因為有充足的水資源，而荒涼貧瘠的戈壁則是滴水難求。諺語說“山是搖錢樹，水是聚寶盆”，就是指只要是水資源豐富的地方，就可以利用其發展農業，帶來財富。同時有些地方沒有辦法去灌溉，人力耕地效率低，但是在發生過洪水后，造成災害時又把荒地澆灌了，這也是在大河兩岸人類發展比較繁榮的重要因素。在農業上水資源的用途主要是用來灌溉，使農作物有更好的生長環境，適應新時代的環境標準，可以借助現代計算機技術，對農作物土壤中的濕度進行測量，根據網絡記錄來設置灌溉臨界點，再用灌溉節點對灌溉進行控制，通過跨平臺的方法來操控，并遠程監控，減少灌溉的人力勞動，使農作時間更加彈性。

1 國內外計算機技術應用在土地灌溉上的成果

1.1 國外有關成果

互聯網不僅是將信息綜合，達到萬事相通，還包括計算機的相關應用。互聯網中的計算機技術主要應用在傳感器、大數據和物聯網方面。其中對推動農業的發展有重要作用的是大數據分析。例如在以色列成立的Prospera公司，一直專注于研究機器學習和計算機視覺，用此技術對農作物生產狀況進行監督，能夠降低農作物的損失率，可以更好地運營農場。在硅谷成立的佳格天地，通過時空數據分析平臺，對計算模型輸入每刻都在更新的衛星數據，對實現農作物的生長監控、苗情監測及預警病蟲災害有著重要的幫助。在美國的加州用來實現自動灌溉的方法是借助精準的傳感控制裝備、計算機網絡與無線通信。同時借助內置的軟件模塊，包含防蟲害、氣象跟蹤、預測等，實現高效用水和保護水源的目標，也可以達到保護環境的目的。美國的計算機控制灌溉系統主要由傳感裝置、天氣預測系統、和基站設備程序構成，結合了自動化計算機技術，能夠根據實際測出的作物生長情況、土壤含水量與天氣條件等信息對農田灌溉里的噴灌速度、滴灌與水量進行控制，使作物根部的濕度與通氣狀況達到最佳狀態，減少灌溉水量，對目標進行精準灌溉。

1.2 國內有關成果

以目前農業的發展情況來說，國內將計算機技術應用在農業節水灌溉上還在剛剛起步的階段，大多數情況是用來分析農業生產經驗和人工計算，因此還是處于初步階段，我國目前的自動化程度明顯落后于發達國家，且計算機推廣不夠，很多農村沒有計算機網絡，基礎設施也比較落后，缺少專業人才，也缺乏對應的專業設備來在開展農業生產活動時對農業生產數據進行綜合的處理分析等。與此同時，大多數的測試依舊是依靠人工來進行，不僅工作效率不高，并且記錄的數據容易存在誤差，嚴謹度不高。這種農作方式嚴重阻礙了農業的發展，滿足不了國內農業的發展速度，還極大地損耗了人力資源和水資源，不能有效地提高農業的產出率。由于國內自動化機算的水平落后，不能對有關材料信息進行針對性的分析，導致農田灌溉的精度不高。所以需要倡導學習國外的先進技術，引進設備，優化計算機網絡澆灌系統，有利于提高水資源的利用率和推動我國農業的快速發展。

2 農業節水灌溉里計算機技術的應用

2.1 與農作物有關的位置信息

節水灌溉中計算機技術的應用，其工作是由負責監測濕度和控制灌溉的兩個系統一起完成。此技術的實施主要是借助GPS來實現，其組成主要包括3個部分，分別有：地面監控、地面控制站和使用者，此技術的核心是利用衛星來獲取世界各個地方、場地的位置信息。目前使用比較普遍的是DGPS技術，DGPS技術能夠利用衛星獲取位置信息，繼而與實際信息進行對比分析，再對位置信息進行處理。在國內農業節水灌溉領域，此技術主要用來分析不同區域灌溉時的進度情況，進而擬定正確的方案進行灌溉，可以對灌水量進行控制，避免浪費水資源。

2.2 與農作物有關的地理信息

對于收集與農作物有關的地理信息，其主要內容有對與農作物有關的種植區的土壤自然條件、病蟲害危險、地理位置及農作物的生長情況等信息進行系統的分析，在對地理信息收集完畢后，對收集的數據進行系統的分析，然后根據其制定成合理、科學的方案。同時還可以分析在空間分布不同時農作物的產量變化，研究影響農作物分布的因素，然后結合相應的軟件來采取對應的措施。農業節水灌溉與計算機技術相結合的同時，還要有輔助設計，就是將微灌溉技術應用到農作物的現實需水量當中，通過低壓管道系統和設置在管道末端的灌輸器，把農作物生長過程中需要的水分和營養物質以最低水量為準，輸送到植物根莖中，來加速植物的生長。

2.3 農作物的成長信息

在過去的灌溉方法下，農民還沒有在作物成長與灌溉需水量之間建立明確的關系，進而造成了作物生長情況出現偏差，不利于農作物的生長。但與計算機技術相結合之后，可以借助有關技術對農作物的信息進行更加全面的采集，研究各個信息之間的關聯性，計算出灌溉農田實際需要的水量。這種技術不僅能夠加快農作物的成長速度，同時又能夠避免浪費水資源，還可以解放勞動力，一舉三得。當前有一種自動測報儀應用在臺灣的農田，這種儀器主要進行作物的數據監測和采集，包括水位、降雨量等。通常在降雨量為5~30 mm之間時，農作物的水量就飽和了，同時一天大約因為蒸發而減少5mm，不過蒸發量也因地質的不同而存在差異。

2.4 操作標準化

如果想要開展農業作業時更加具有規范性，就要強調對進行農業作業的相關人員的培訓，要對他們進行嚴格的技能訓練，同時要注重與農業有關的專業知識再教育，在提高從事農業工作人員技能水平的同時，也提高了他們的文化素養，有利于提升他們的綜合素質，從而也讓相關的技術人員能夠更加熟練地使用計算機，對農業事業的發展有著推進的作用。如果沒有合理高效地利用到計算機技術，不僅會導致我國水資源的浪費，還會使我國農業發展水平越來越落后于國外，這對國家的長遠發展是十分不利的。因此，農業工作者應當更加規范正確的利用計算機技術，保證農業灌溉時各個環節能夠順利進行，避免因存在知識短板和操作不當而造成損失，農業工作者之間也可定期地組織討論會，交流心得，使自身技能更加完善。

3 小結

由于我國人口眾多，且增長速率較快，人均可用淡水量非常稀少，面臨著十分嚴峻的水資源難題，而農業的發展與水息息相關。因為國內技術的落后，農業灌溉不能合理利用水資源，所以加快提升農業灌溉水的利用率迫在眉睫。提高農作物的產出率漸漸成為保證國家糧食安全的重要戰略。而借助計算機技術來精準可控地對農作物進行灌溉是實現這一戰略的重要推動力，合理有效地使用計算機技術對加快我國農業穩定的發展有著重要的意義。

[1]尹魁.計算機技術在農業節水灌溉系統設計中的應用[J].廣東蠶業,2019,53(10):49-50.

[2]陳順翁.計算機技術在農業節水灌溉系統中的應用[J].農業工程,2019,9(12):41-44.

[3]蔡旋.試論計算機技術在農業節水灌溉中的應用[J].廣東蠶業,2019,53(8):39-40.

[4]尹叢叢.計算機技術在農業節水灌溉中的應用[J].農民致富之友,2019(2):112.

黨凱文(1995- )，男，漢族，甘肅慶陽人，本科在讀，研究方向：物聯網工程；葉子銘(1999- )，男，漢族，湖北武漢人，本科在讀，研究方向：計算機信息技術。

S274

A

2095-1205(2020)03-64-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.03.38