棉花生產管理中智慧農業的應用分析

張峰（山東省濟南市萊蕪區牛泉鎮人民政府，山東 濟南 271124）

智慧農業主要是借助于計算機網絡技術、物聯網技術、3S技術、無線通信技術、人工智能技術對農業生產全過程進行有效控制。尤其在棉花生產管理當中，智慧農業系統在提高災害預警、農作物病蟲害診斷、遠程監測控制等方面發揮著至關重要的作用，因此，在這一背景之下，中國的棉花產量也呈現出逐年上漲趨勢，棉花生產管理績效也穩步提升。

1 智慧農業的應用技術類型

1.1 人工神經網絡技術

人工神經網絡是一種模仿動物神經網絡的行為特征，而進行分布式并行信息處理的算法數學模型，該技術具有超強的數據運算能力與自我適應能力，在構建數學模型時，對樣本的要求較低，并具有較高的監測精度。人工神經網絡技術在棉花生產管理中的應用，能夠快速準確的識別出每一棵棉花植株的表象特征，同時，對耗水量、需水量、需肥量以及病蟲害類型進行精準識別與預測，進而對改善棉花質量、提高棉花產量起到積極的促進作用。

1.2 大數據技術

大數據技術具有數據海量化，數據分析精準化的特征，應用該技術可以對棉花生產與管理過程中產生的各種數據進行收集與篩選，然后將這些數據統一存儲在數據庫當中。比如外界溫度數據、降水量數據、光照數據等，系統通過對這些數據的分析比對，能夠精準判定出棉花的長勢，以及棉花作物的可能產量，進而為棉花的田間管理提供重要的參考數據[1]。

1.3 物聯網技術

物聯網技術是以互聯網為基礎，利用智能傳感系統使人與物品或者物品之間實現信息交換。在棉花生產管理中，應用物聯物技術可以對棉花作物的生長態勢進行全程跟蹤監測，而這一過程無需人工介入，只需要操作人員在系統操作終端對棉花的生長信息、需水信息、病蟲害信息進行監測，并通過監測結果及時采取有效的解決措施。因此，該技術在促進棉花作物的健康成長方面起到決定性作用。

2 智慧農業在棉花不同生產管理階段的應用效果

2.1 播種階段

棉花播種階段涉及選種、土壤成分檢測、灌溉耗水以及播種等內容，在選種時，應當結合當地的氣候條件與土壤條件，科學選擇棉花良種。該階段可以利用人工智能技術來快速和精準識別棉花種子的品相。比如利用X射線圖像對種子的內部結構進行掃描探測，通過這種方法可以判定種子的外表面與肌理是否存在操作，胚的發育情況是否良好，進而挑選出發芽率較高的優質品種。在檢測土壤成分時，可以通過GPS技術對需要檢測的地塊進行精準定位，然后利用便攜式土壤水分檢測儀以及神經網絡技術對土壤含水量、pH值以及含氮量等指標進行檢測，以確定該地塊的土壤是否具備播種條件。在分析灌溉耗水情況時，可以運用大數據技術與云計算技術對棉花的需水量進行精準計算，這樣能夠避免過量灌溉或者灌溉不足情況的發生。在播種階段，可以借助于GPS全球導航系統確定棉花種子的播撒區域，然后利用無人機實施精準播種，這種方法不僅可以減少大量的人工成本，同時，也能夠有效控制棉花種子的播撒精度。

2.2 棉花生長與田間管理階段

在棉花生長過程中，技術人員可以利用物聯網中智能傳感器以及大數據技術，通過收集的棉花需水信息、養分信息、病蟲害信息，構建一個數學模型，然后借助于這一模型來觀測棉花的生長狀況。比如以病蟲害監測為例，當監測信息反饋給系統終端后，系統通過大數據技術對其進行分析處理，然后通過與專家數據庫信息的比對，可以準確判定出病蟲害類型與發展趨勢，進而及時啟動病蟲防治預案。在田間管理階段，主要包括植株灌溉、施肥、病蟲害治理、除草、采收等內容。比如在田間除草階段，技術人員可以利用高光譜成像傳感器對棉花周邊地塊的雜草生長情況進行監測，然后確定雜草生長區域，利用這種技術的監測準確率能夠達到85%以上[2]。

2.3 棉花作物質量檢驗階段

當棉花采收以后，需要對棉花質量進行檢測，檢測指標包括異性纖維的含量以及雜質的含量。在這一階段，技術人員可以利用智慧農業當中的建模技術，并結合機器視覺系統，對棉花作物中的雜質與異性纖維進行自動識別，當確定雜質與異性纖維的含量后，廣大棉花種植戶能夠在短時間內將棉花與雜質徹底分離，因此，利用這種技術既可以提高生產工作效率，而且也能夠節省大量的人工成本。

3 結語

通過對智慧農業在棉花生產管理中應用效果的分析可以看出，棉花的產、種、收階段都可以應用智慧農業系統中的各種先進技術，這些技術不僅僅在提高產量與質量方面表現出了優越性，同時，在改善土壤環境、提高棉花植株抵御能力、促進棉花健康茁壯生長等方面，也具有重要的現實意義。因此，農業科技人員以及廣大棉花種植戶應當始終秉持與時俱進的態度，不斷對智慧農業涉及的先進技術進行改良與創新，進而幫助棉花種植戶實現經濟效益與社會效益雙豐收的愿景。