計算機技術在農業(yè)灌溉中的應用

王喜澤

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

農業(yè)灌溉是農業(yè)生產活動中的重要環(huán)節(jié)，科學、精準灌溉能夠滿足農作物在生長過程中對于水資源的需求，進而保障農業(yè)生產活動取得良好的效果。傳統(tǒng)農業(yè)生產過程中主要采用大水漫灌等方式進行灌溉活動，不僅造成了水資源的大量浪費，還可能影響農作物的正常生長發(fā)育。隨著農業(yè)生產技術的改進，計算機技術在農業(yè)生產過程中的應用愈加廣泛，將農民的實踐經(jīng)驗與相應的理論相結合，通過計算機技術實施更加精準的農業(yè)灌溉，不僅能夠有效避免灌溉活動導致的資源浪費，還可以提升農作物生長效率和質量。因此，對計算機技術在農業(yè)灌溉中的應用進行探究具有重要意義[1]。

1 計算機技術在農業(yè)灌溉中的應用現(xiàn)狀

1.1 農業(yè)灌溉的基礎技術

隨著計算機技術的不斷普及，其已經(jīng)成為農業(yè)灌溉活動中的基礎技術，在不同地區(qū)的農業(yè)生產活動中進行了廣泛的應用。由于計算機技術在農業(yè)灌溉活動中的應用需要進行相應的硬件設施建設，因此農業(yè)灌溉中的計算機技術對于農田的基本情況有著一定的環(huán)境要求，例如在機械化程度較高的地區(qū)，計算機技術在農業(yè)中的應用就相對廣泛。通過計算機對自然降水量以及農田生長狀況進行精準測算，得出相應的農田灌溉數(shù)據(jù)，然后通過計算機自動控制農田的灌溉活動，實現(xiàn)更加精準、科學的農田灌溉操作[2]。在計算機技術的控制下，農田灌溉活動可以擺脫人工工作的束縛，按照計算機對于農田情況的精準測算開展節(jié)水灌溉，確保能夠滿足農作物生長過程中的用水需求，促進農業(yè)增產。

1.2 提升農業(yè)灌溉效果

相較于傳統(tǒng)灌溉過程當中依靠人力完成農田灌溉的方式而言，計算機技術對于農業(yè)灌溉活動的科學控制能夠有效提升農業(yè)灌溉活動的效果。傳統(tǒng)灌溉過程依靠人力的方式進行農田灌溉活動具有多方面的弊端。首先，無法對農作物用水情況進行準確的測算，單純依靠土地干旱等特征判斷農田灌溉活動效果，會導致農民對于農作物需水量產生誤判，影響農田灌溉活動的有效開展。其次，依靠人力方式進行農田灌溉會造成大量的資源浪費，農業(yè)生產活動的各個周期都會使用大量的水資源，用人力方式進行灌溉無法對于水資源的用量進行精確控制，導致水資源被大量浪費，農作物生長情況也可能受到影響[3]。依靠計算機對農田灌溉活動進行控制，能夠在明確農田用水需求的基礎上進行定量灌溉，同時還能夠進行土壤水分測算，保障灌溉活動取得良好的效果。

2 計算機技術在農業(yè)灌溉中的具體應用

2.1 計算機硬件

農業(yè)灌溉活動當中應用的計算機硬件設備是計算機控制農業(yè)灌溉活動運行的重要基礎，其中主要包含兩部分硬件設備，一是計算機主體設備，二是布設在農田的大量傳感器設備。

1）計算機主體設備是計算機控制農田灌溉活動實現(xiàn)的硬件基礎，計算機通過對大量數(shù)據(jù)的處理分析得出相應的結果，因此要求計算機能夠儲存大量的農田環(huán)境、天氣以及土壤等信息。數(shù)據(jù)運算需求得以實現(xiàn)需要依靠計算機內部的中央處理器。針對數(shù)據(jù)的存儲和運算是計算機的主要功能，除此以外，針對計算機硬件設備還可以進行多樣的豐富擴展，使其能夠借助豐富的硬件設備滿足不同農田的多樣灌溉需求。

2）傳感器設備是計算機數(shù)據(jù)收集的基礎，在傳感器收集到的各類農田數(shù)據(jù)信息的基礎上，計算機系統(tǒng)才能夠進行相應的數(shù)據(jù)運算，進而明確灌溉條件。農田灌溉活動主要對農田降水量以及土壤濕度情況進行測算，通過這些數(shù)據(jù)運算得出灌溉水量的具體數(shù)值，確保能夠在滿足農作物生長需求的情況下又不會造成水資源的嚴重浪費。對于土壤濕度以及空氣濕度的檢測主要依靠兩種類型的傳感器，一種是雨量傳感器，通過漏斗收集農田地區(qū)降水量信息，然后按照雨量數(shù)據(jù)計算判斷農田是否需要進行灌溉活動。另一種是濕度傳感器，通過對土壤濕度情況進行測算判斷農田是否需要進行灌溉活動。土壤含水量對于農作物生長情況有著重要影響，如果土壤含水量不足，那么農作物就可能因為干旱而導致生長效果不佳，進而造成農業(yè)減產。依靠濕度傳感器對土壤濕度進行直接檢測，能夠通過更加及時精確的灌溉活動緩解土壤水分不足的問題，提升農業(yè)活動的綜合效益[4]。

2.2 計算機軟件

計算機軟件能夠對計算機系統(tǒng)進行科學管理，保障計算機能夠依靠科學的運算規(guī)則對數(shù)據(jù)信息進行分析，然后明確農田位置、灌溉水量、灌溉時間等數(shù)據(jù)信息，保障農作物生長。計算機操作系統(tǒng)是計算機運行的基礎和關鍵，農田灌溉活動當中常用的計算機系統(tǒng)以UNIX操作系統(tǒng)為主，相較于傳統(tǒng)的Windows系統(tǒng)而言更能滿足農田灌溉活動的需求[5]。除了基礎計算機操作系統(tǒng)以外，為實現(xiàn)對于農田灌溉活動的精細化控制，計算機還需要通過各種類型的專業(yè)軟件對農田的灌溉設備進行控制。首先，農田灌溉活動需要對農田地理位置信息進行明確，而這一需求主要是通過GPS以及GIS等技術實現(xiàn)。GIS作為一種先進的地理信息系統(tǒng)，可以通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)對農田干旱情況進行整體考察，為灌溉活動的開展提供重要的基礎數(shù)據(jù)支撐。其次，計算機需要針對各種類型的數(shù)據(jù)內容進行科學的存儲，因此需要應用數(shù)據(jù)庫軟件對數(shù)據(jù)進行高效管理。最后，農田灌溉過程中應用的計算機技術是一整套管理系統(tǒng)，其中包含對農田數(shù)據(jù)信息的收集、對數(shù)據(jù)信息的處理以及對灌溉系統(tǒng)的控制三部分結構，因此計算機對灌溉系統(tǒng)的控制也是計算機軟件管理系統(tǒng)的重要內容。依靠計算機，工作人員可以對農田灌溉系統(tǒng)整體運行情況進行詳細查詢，例如當噴灌口堵塞時，系統(tǒng)會進行自動報警，提醒工作人員前去疏通。通過計算機軟件管理系統(tǒng)對計算機的運行情況進行高效管理能夠進一步提升農田灌溉活動的效率，優(yōu)化農田灌溉活動的效果。

3 計算機技術在農業(yè)灌溉中的作用

3.1 收集農作物生長情況

對農作物長勢進行收集能夠為農田灌溉活動提供數(shù)據(jù)支撐，使計算機能夠在對農作物生長情況準確判斷的基礎上選擇農田灌溉方式，促進農作物健康生長。對于農作物生長信息的收集主要依靠視覺識別技術。通過視覺識別技術能夠按照農作物葉片、高度等信息準確識別農作物的種類，然后將其生長情況與數(shù)據(jù)庫當中保存的基礎數(shù)據(jù)進行比較，進而幫助計算機更好地識別農作物生長情況。依靠視覺識別技術不僅可以對農作物生長情況進行科學管理，對農作物缺水情況進行查看，還可以依據(jù)農作物葉片上存在的病蟲害以及雜草種類幫助種植者制定更加科學的農田管理方案，保障農作物健康成長[6-8]。隨著人工智能技術的發(fā)展，計算機對于圖片的處理效果不斷提升。將人工智能技術等新型計算機技術應用于農業(yè)生產活動當中，能夠進一步提升計算機對于農作物長勢情況判斷的精確程度，更好地起到輔助農業(yè)生產活動的作用。依靠視覺識別技術對農作物長勢進行收集之后需要將這部分數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機中進行數(shù)據(jù)處理分析，這主要通過無線通信技術實現(xiàn)。視覺識別技術收集到的農作物長勢情況圖會經(jīng)由通信基站直接反饋至數(shù)據(jù)處理中心，然后由計算機將圖像轉化為數(shù)據(jù)信息進行處理比對，判斷農作物長勢情況，為農田灌溉活動開展的時間以及其他農業(yè)養(yǎng)護活動提供數(shù)據(jù)支撐[9-10]。

3.2 確定農田位置信息

農田灌溉活動需要按照農作物的生長習性進行科學制定，針對不同農作物采取不同的灌溉方案才能夠使得農作物獲得更好的長勢。很多地區(qū)由于農作物種植種類十分多樣，所以對農田灌溉活動提出了更高的要求。應用計算機技術對不同種類農作物的農田位置信息進行精準測算，然后按照不同農作物的生長習性設計針對性的灌溉方案，能夠使得計算機技術在農業(yè)種植活動當中獲得更加廣泛的應用。主要依靠北斗等全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對農田位置信息進行測算。作為我國自主研制衛(wèi)星導航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)能夠對農田地塊信息進行科學測算，然后應用地理信息系統(tǒng)等對農作物長勢情況進行綜合研判，明確不同地塊的農作物生長情況以及是否存在旱情，然后開展針對性的灌溉活動。地理信息系統(tǒng)能夠對地面情況進行更加直觀的展示，通過地理信息系統(tǒng)，相關人員可以對土地總體長勢情況進行判斷，綜合土壤條件、農作物生長情況等多種因素確定灌溉方案[11-12]。

3.3 測定農田的土壤濕度

對于土壤濕度等具體指標的測算能夠為農田灌溉活動方案提供最為直接準確的數(shù)據(jù)，進而保障農田灌溉活動能夠對農作物起到良好的促進作用。如果土壤濕度不足，那么農作物就無法從土壤中獲取維持生長所必需的水分，進而導致農作物長勢情況受到影響。農田土壤濕度的測算主要是通過探頭實現(xiàn)，將探頭插入到農田土壤當中就可以得到相關的土壤濕度數(shù)據(jù)[6]。將探頭測算出的相關數(shù)據(jù)輸入到計算機當中，計算機會綜合土壤濕度以及農作物生長情況制定科學的農田灌溉方案，計算機技術能夠對節(jié)水灌溉系統(tǒng)進行更加高效的管理。當前農業(yè)生產活動當中應用的主流節(jié)水灌溉方式能夠在提升灌溉效果的同時降低水資源的浪費，對于水資源相對貧乏的農村地區(qū)有著重要的作用。研究表明，應用計算機技術對噴灌系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)等節(jié)水灌溉系統(tǒng)進行科學控制，能夠使農田普遍實現(xiàn)增產20%、節(jié)水40%，在節(jié)約用水的同時提升了農作物生長效率[13-14]。

3.4 測算農田的環(huán)境狀況

針對農田大氣環(huán)境狀況進行測算能夠使得計算機技術覆蓋對于農田灌溉活動可能產生影響的因素，提升農業(yè)灌溉技術的科學性。通過對降水量、環(huán)境溫度以及環(huán)境濕度等進行測算，能夠為農田灌溉方案的實施提供重要的數(shù)據(jù)支撐。例如針對自然降水量開展的測算會直接影響針對農田開展的人工灌溉水量。不同降水量對應的農田灌溉量表如表1所示。通過對自然降水量的測算判斷農田整體濕潤程度，為人工灌溉活動提供依據(jù)。

表1 降水量與農田灌溉量表

4 結束語

綜上所述，計算機技術推動了各行各業(yè)的發(fā)展，農業(yè)生產活動關乎國家發(fā)展，因此需要對農業(yè)生產活動的相關技術進行改進升級。實踐證明，計算機技術在農田灌溉活動當中的應用能夠幫助提升農田灌溉活動的精確性和科學性，實現(xiàn)高效生產、節(jié)能減損，避免水資源的浪費，有效提升農業(yè)灌溉的效率，助推農業(yè)農村現(xiàn)代化。