農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展關(guān)系的探討

摘要：目前，農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域中，成為保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。筆者分析了農(nóng)田水利工程智能化管理所面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，包括技術(shù)成本高、操作過(guò)程復(fù)雜、農(nóng)民缺乏培訓(xùn)等，根據(jù)問(wèn)題找出了解決建議，通過(guò)有效提高農(nóng)田水利資源整體的利用效率，提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)出質(zhì)量，減輕生態(tài)環(huán)境壓力。此文可供相關(guān)領(lǐng)域管理和技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利工程；智能化管理；農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)田水利設(shè)施應(yīng)用成為重點(diǎn)，其能夠?yàn)檗r(nóng)作物健康生長(zhǎng)提供水資源。伴隨著科技進(jìn)步，智能化管理技術(shù)應(yīng)用農(nóng)田水利設(shè)施中成為發(fā)展的主要趨勢(shì)。同時(shí)，也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

1 農(nóng)田水利智能化管理技術(shù)分析

農(nóng)田水利智能化管理技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力，其主要是利用高科技手段實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的高效利用與管理。這項(xiàng)技術(shù)的核心在于其綜合性，其結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù)，形成了一個(gè)多層次、多維度的管理體系。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在農(nóng)田中布置大量傳感器，利用傳感器實(shí)時(shí)采集土壤濕度、溫度、氣象條件以及水位等，然后通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)傳輸至中央處理系統(tǒng)，并且進(jìn)行匯總和分析。接下來(lái)，智能管理系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，精準(zhǔn)判斷作物的水分需求，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。與此同時(shí)，人工智能算法的應(yīng)用，也使得系統(tǒng)能夠從歷史數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，預(yù)測(cè)未來(lái)的水需求和氣候變化，為農(nóng)民提供科學(xué)的決策支持[1]。

2 農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理與應(yīng)用的重要性

農(nóng)田水利智能化管理的應(yīng)用對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有多方面的意義。第一，顯著提高水資源的利用效率。傳統(tǒng)的灌溉方式往往導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，農(nóng)民在灌溉時(shí)缺乏科學(xué)依據(jù)，容易造成灌溉過(guò)量或不足。而智能化管理系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度、氣象數(shù)據(jù)和作物的水分需求，能夠精確控制灌溉的時(shí)間和量，確保水資源得以合理分配，減少浪費(fèi)，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。第二，提升農(nóng)田水利設(shè)施的可靠性和穩(wěn)定性。因?yàn)橹悄芑到y(tǒng)中加入了物聯(lián)網(wǎng)、感應(yīng)器等，可以對(duì)水處理設(shè)備狀態(tài)及農(nóng)田需水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，幫助管理及技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而快速采取措施解決問(wèn)題，避免設(shè)備損壞所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，增加了預(yù)警機(jī)制，可以保障設(shè)備的正常運(yùn)行，也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了穩(wěn)定的水源支持，減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷。第三，能夠有效地降低管理成本。在以往的農(nóng)田水利設(shè)施管理過(guò)程中，往往需要大量的人力，靠人員負(fù)責(zé)巡查、維護(hù)和操作等，勞動(dòng)強(qiáng)度大，但同時(shí)其工作效率較為低下。智能化管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，顯著減少了人工干預(yù)的必要性，確保管理工作更加高效，減輕了相關(guān)人員的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，還提高了整體管理效率，使得水利設(shè)施的維護(hù)和管理更加精細(xì)化。第四，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。合理利用水資源有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少水資源短缺對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，同時(shí)，廣泛地應(yīng)用智能化技術(shù)，還能夠促進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加環(huán)保、高效[2]。

3 農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理面臨的問(wèn)題分析

3.1 技術(shù)成本高

在應(yīng)用農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理系統(tǒng)的過(guò)程中，需要引進(jìn)大量的新設(shè)備與新技術(shù)，技術(shù)成本高成為一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，往往體現(xiàn)在硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)的采購(gòu)、安裝與維護(hù)等多個(gè)方面。在引用智能化管理系統(tǒng)的過(guò)程中，還需要增加一些高端的傳感器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。這些設(shè)備的采購(gòu)價(jià)格相對(duì)較高，對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)條件較差的農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，無(wú)形中多了一筆資金投入。而在智能水利系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)時(shí)，也需要專業(yè)的技術(shù)支持，相關(guān)的人力成本和技術(shù)服務(wù)費(fèi)也是增加的投入支出。與此同時(shí)，技術(shù)更新?lián)Q代速度快，農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理所需的技術(shù)和設(shè)備也在不斷升級(jí)，導(dǎo)致農(nóng)戶必須定期投入資金進(jìn)行設(shè)備更新，增加了長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。較高的技術(shù)成本導(dǎo)致許多小規(guī)模農(nóng)戶望而卻步，也使得農(nóng)田水利設(shè)施智能化的普及率受到限制，從而影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體效率和可持續(xù)發(fā)展[3]。

3.2 操作過(guò)程復(fù)雜

新技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于農(nóng)民是一把雙刃劍。一方面，可以節(jié)省大量的人力資源，但農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理系統(tǒng)的操作往往相對(duì)復(fù)雜，對(duì)使用人員的技術(shù)要求較高。盡管系統(tǒng)自身可能在功能上提供了高效的水管理方案，但是，對(duì)于農(nóng)民而言，復(fù)雜的操作界面和多層次的功能設(shè)置，使得他們?cè)谌粘Ｊ褂弥薪?jīng)常遇到困難。特別是對(duì)于一些年長(zhǎng)的農(nóng)民或技術(shù)背景薄弱的用戶，理解和掌握操作流程成為其所面臨的最大難題。因?yàn)椴僮鹘缑鎻?fù)雜，無(wú)形中增加了農(nóng)民的學(xué)習(xí)成本，還可能導(dǎo)致誤操作，從而影響水利設(shè)施管理的實(shí)際效果。另一方面，農(nóng)民在面臨諸如數(shù)據(jù)上傳、設(shè)備監(jiān)控、系統(tǒng)調(diào)試等多項(xiàng)操作時(shí)，往往缺乏必要的指導(dǎo)和支持，導(dǎo)致他們對(duì)智能化管理系統(tǒng)的信任度降低，最終影響了他們使用的積極性和主動(dòng)性[4]。

3.3 農(nóng)民缺乏技術(shù)培訓(xùn)，管理及應(yīng)用技能不足

農(nóng)民在智能化水利設(shè)施管理及應(yīng)用過(guò)程中，往往面臨著缺乏培訓(xùn)和必要技能的問(wèn)題。盡管智能化管理系統(tǒng)能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，但是，很多農(nóng)民并未接受過(guò)相關(guān)的專業(yè)培訓(xùn)。這使得他們?cè)谑褂眠@些新技術(shù)、新設(shè)備時(shí)，表現(xiàn)無(wú)從下手。此外，缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)機(jī)制和持續(xù)的技術(shù)支持，使得農(nóng)民難以跟上快速發(fā)展的技術(shù)進(jìn)步。這種技能的缺乏不僅影響了農(nóng)民對(duì)智能化管理系統(tǒng)的使用效率，也可能導(dǎo)致他們對(duì)新技術(shù)產(chǎn)生抵觸情緒。很多農(nóng)民對(duì)新技術(shù)抱有疑慮，擔(dān)心自己無(wú)法掌握或操作不當(dāng)，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。這種心態(tài)進(jìn)一步加劇了智能化水利管理的推廣難度，成為阻礙農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的一大障礙[5]。

3.4 政策支持不足

盡管國(guó)家在推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面做出了許多努力，但是，在農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理方面政策支持上仍顯不足。目前，國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)的政策通常是缺乏針對(duì)性和系統(tǒng)性的，因此，這些政策未能有效解決農(nóng)民在技術(shù)應(yīng)用中遇到的實(shí)際困難。同時(shí)，相關(guān)的財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免等激勵(lì)措施也不夠完善，導(dǎo)致一些農(nóng)民在技術(shù)引進(jìn)和應(yīng)用上的積極性不高。因?yàn)榇嬖谡咧С植蛔愕膯?wèn)題，最終就會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田水利智能化管理的推廣面臨重重阻力，影響了整體農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。

4 加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的建議

4.1 降低技術(shù)成本

為了保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，在農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理過(guò)程中，需要主動(dòng)地降低技術(shù)成本，從而提高農(nóng)民積極運(yùn)用智能化管理系統(tǒng)的積極性。政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)要發(fā)揮橋梁作用，對(duì)智能研發(fā)與推廣給予支持，降低推廣應(yīng)用費(fèi)用，可以通過(guò)設(shè)立專項(xiàng)資金，以及對(duì)高新技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)貼，降低農(nóng)民初始應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。例如，政府可以提供貸款利息補(bǔ)貼或直接資金支持，幫助農(nóng)民購(gòu)買智能化管理的相關(guān)設(shè)備等。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)成本更低、性能更優(yōu)的智能水利設(shè)施管理產(chǎn)品，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的商業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)，從而降低市場(chǎng)價(jià)格。為了進(jìn)一步拉近與農(nóng)民之間的距離，使得農(nóng)民主動(dòng)引用智能化設(shè)備，可以選擇建立合作社或者農(nóng)民聯(lián)盟的方式，不斷降低技術(shù)使用成本。通過(guò)集體購(gòu)買設(shè)備，農(nóng)民可以共享資源，降低個(gè)體的投入。合作社還可以集中力量進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和維護(hù)服務(wù)，以此形成一個(gè)良性循環(huán)，增強(qiáng)農(nóng)民對(duì)智能水利設(shè)施管理系統(tǒng)的使用信心。此外，打造共享平臺(tái)，即通過(guò)信息化手段搭建一個(gè)智能水利設(shè)施管理的共享平臺(tái)，讓有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)民和技術(shù)專家能夠分享使用心得和技巧，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳遞和經(jīng)驗(yàn)的累積，以此幫助更多的農(nóng)民可以更好地理解和使用智能系統(tǒng)，還能在一定程度上降低學(xué)習(xí)成本，提升使用效率。最后，還可以與地方政府以及科研院校之間展開合作，開展針對(duì)性的研究和推廣活動(dòng)，根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況制定相應(yīng)的智能水利解決方案，最終尋找更低的成本實(shí)現(xiàn)更好的水資源管理效果。

4.2 簡(jiǎn)化操作過(guò)程

為了解決農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理系統(tǒng)操作過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題，在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中，用戶界面的優(yōu)化至關(guān)重要。農(nóng)民作為主要用戶，他們的工作環(huán)境往往復(fù)雜且多變，因此，一個(gè)直觀且易用的界面能夠顯著提高他們的工作效率。通過(guò)深入的用戶體驗(yàn)研究，開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以識(shí)別出農(nóng)民在使用系統(tǒng)時(shí)的痛點(diǎn)，比如操作繁瑣、界面信息過(guò)載或響應(yīng)速度緩慢等問(wèn)題。作為開發(fā)人員可以進(jìn)行任務(wù)分析，找出用戶在完成特定任務(wù)時(shí)需要經(jīng)歷的每一個(gè)步驟，從中剔除多余的環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化操作流程，還可以引入一鍵式功能，用戶能夠快速完成常見操作，降低學(xué)習(xí)成本。同時(shí)，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也會(huì)直接影響到用戶的體驗(yàn)。為了保證用戶在使用過(guò)程中更加快捷，可以優(yōu)化后臺(tái)算法和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，確保系統(tǒng)在高并發(fā)情況下依然能夠快速響應(yīng)，并且定期進(jìn)行系統(tǒng)性能測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的性能瓶頸，也能有效提升系統(tǒng)的友好性。與此同時(shí)，圖形化界面的設(shè)計(jì)同樣不可忽視，通過(guò)使用直觀的圖標(biāo)和色彩搭配，用戶能夠一目了然地找到所需功能。簡(jiǎn)單的導(dǎo)航系統(tǒng)，如面包屑導(dǎo)航或下拉菜單，能夠幫助用戶在不同功能模塊間快速切換，避免迷失在復(fù)雜的界面中。最后，需要定期收集用戶反饋，持續(xù)迭代更新系統(tǒng)，確保其始終符合用戶的實(shí)際需求和使用習(xí)慣。通過(guò)這些措施，開發(fā)商能夠有效地提升系統(tǒng)的易用性，還能增強(qiáng)農(nóng)民的工作體驗(yàn)，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)數(shù)字化的進(jìn)程。另外，為用戶提供多種操作方式也很重要，在設(shè)計(jì)手機(jī)APP時(shí)，可以選擇與電腦端雙重操作平臺(tái)，使得農(nóng)民在不同場(chǎng)景下都能輕松使用，并且結(jié)合語(yǔ)音識(shí)別等新興技術(shù)，為用戶提供語(yǔ)音操作的可能，從而降低對(duì)手動(dòng)操作的依賴。

4.3 加強(qiáng)培訓(xùn)與技能提升

針對(duì)農(nóng)民缺乏培訓(xùn)和必要技能的問(wèn)題，政府與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門可以聯(lián)合開展針對(duì)智能水利設(shè)施管理的培訓(xùn)，提高農(nóng)民的應(yīng)用能力。比如，智能水利管理系統(tǒng)的引入，可以幫助農(nóng)民更有效地利用水資源，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率。但是，因?yàn)檗r(nóng)民缺乏相關(guān)知識(shí)和技能，往往難以充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，引入系統(tǒng)化培訓(xùn)尤為重要。在培訓(xùn)應(yīng)涵蓋以下幾個(gè)方面：第一，基礎(chǔ)知識(shí)普及。農(nóng)民需要了解智能水利管理的基本原理，包括水資源的管理、灌溉的科學(xué)方法以及如何使用相關(guān)的技術(shù)及工具。這些基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的操作技能培訓(xùn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二，提高農(nóng)民的操作技能和水平。此時(shí)可以利用集中授課和現(xiàn)場(chǎng)演示等方式，確保農(nóng)民可以直觀地學(xué)習(xí)如何操作水利設(shè)施智能管理系統(tǒng)，在引入這些具備較強(qiáng)實(shí)踐性的教學(xué)方式后，也能夠幫助他們?cè)谡鎸?shí)場(chǎng)景中掌握操作技巧，提高學(xué)習(xí)的有效性。第三，提高故障排除能力。因?yàn)橹悄芩O(shè)施管理系統(tǒng)在使用過(guò)程中，可能會(huì)遇到各種技術(shù)問(wèn)題，培養(yǎng)農(nóng)民的故障排除能力至關(guān)重要，為了幫助農(nóng)民具備相應(yīng)的能力，可以為其提供案例分析和模擬練習(xí)的機(jī)會(huì)，使得農(nóng)民能夠?qū)W習(xí)到如何快速識(shí)別和解決常見故障，減少因設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致的損失。

4.4 增強(qiáng)政策支持

目前，智能化管理在推進(jìn)過(guò)程中顯得不如人意，是因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的政策支持，需要國(guó)家和地方政府出臺(tái)更加系統(tǒng)性和針對(duì)性的政策，確保對(duì)水利設(shè)施智能管理技術(shù)的應(yīng)用得以推廣應(yīng)用，其中，包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免和技術(shù)扶持等，不斷降低農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，鼓勵(lì)他們積極參與。同時(shí)，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際，建立長(zhǎng)效的政策評(píng)估機(jī)制，定期對(duì)政策執(zhí)行效果進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化政策內(nèi)容。通過(guò)收集農(nóng)民的反饋，了解他們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題，確保政策能夠切實(shí)解決農(nóng)民的困難。

5 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地提高水資源的利用效率，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，減少對(duì)水資源的浪費(fèi)，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在應(yīng)對(duì)氣候變化和水資源緊張的背景下，農(nóng)田水利設(shè)施智能化管理能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的幫助和支持，最終推動(dòng)我國(guó)的農(nóng)業(yè)向更高效和更綠色的方向邁進(jìn)。

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