信息技術(shù)在設(shè)施蔬菜栽培智能管理上的應(yīng)用

摘要：應(yīng)用傳感器技術(shù)可以大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。該技術(shù)在溫室蔬菜栽培過程中的應(yīng)用能夠推動(dòng)蔬菜管理向科學(xué)化、便捷化方向發(fā)展，從而進(jìn)一步提高蔬菜栽培的經(jīng)濟(jì)效益。但是一些種植人員對(duì)于傳感器技術(shù)的應(yīng)用還不甚了解，該文作者將泰安市黃瓜種植作為例子對(duì)傳感器技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行解釋說明，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的專家管理模式進(jìn)行探索構(gòu)建，探析了信息技術(shù)在設(shè)施蔬菜栽培智能管理上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；設(shè)施蔬菜栽培；智能管理當(dāng)前蔬菜種植業(yè)的迅速發(fā)展，已經(jīng)可以為消費(fèi)者提供多種多樣的蔬菜來源，但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生活水平的提升，消費(fèi)者開始對(duì)蔬菜的品種與質(zhì)量提出了更高的要求，希望可以購買到品質(zhì)高、質(zhì)量好、品種多的蔬菜，這就需要種植人員做好反時(shí)令蔬菜的種植，滿足消費(fèi)者對(duì)于蔬菜多樣性的需求，解決當(dāng)前蔬菜市場上反時(shí)令蔬菜供需失衡的問題。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展進(jìn)步，越來越多的信息化現(xiàn)代化設(shè)備被引入到蔬菜栽培種植過程當(dāng)中，這些設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用能夠推動(dòng)蔬菜種植業(yè)向人們生活需求的方向發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)在此背景下開始快速發(fā)展壯大。2021年，山東省泰安市開始積極響應(yīng)“三農(nóng)”工作要求，大力推動(dòng)泰安市的蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展、擴(kuò)大本市的蔬菜播種面積。在近兩年的時(shí)間里，泰安市設(shè)施蔬菜發(fā)揮了反季節(jié)種植和經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)勢，為當(dāng)?shù)氐氖卟朔N植人員帶來了較高的經(jīng)濟(jì)收益。

1溫室環(huán)境管控系統(tǒng)的構(gòu)架為了能夠更好地推進(jìn)農(nóng)業(yè)種植的可持續(xù)化發(fā)展，確保農(nóng)業(yè)種植農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，就必須要加強(qiáng)對(duì)于農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施智能化管理的發(fā)展與研究。通過外部設(shè)備的搭建來構(gòu)建一個(gè)更加適宜農(nóng)作物生長的溫室環(huán)境管控系統(tǒng)，值得注意的是，構(gòu)建溫室環(huán)境管控系統(tǒng)的投入成本需要與農(nóng)業(yè)產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，這樣才不會(huì)違背最初創(chuàng)收的基本目的。而額外需要重視的一點(diǎn)就是除了取得良好的農(nóng)業(yè)成果之外，還需要時(shí)刻關(guān)注是否對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成了破壞，是否時(shí)刻秉持著可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)理念進(jìn)行設(shè)施農(nóng)業(yè)的工作開展。對(duì)于溫室環(huán)境管控系統(tǒng)的構(gòu)建來說，主要是通過對(duì)溫室環(huán)境內(nèi)部的溫度以及光照條件進(jìn)行調(diào)控，再利用科學(xué)儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，最后通過信息技術(shù)等大數(shù)據(jù)技術(shù)原理進(jìn)行分析、總結(jié)、歸納，能夠?qū)⒄麄€(gè)種植過程內(nèi)的情況形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物生長過程中的問題，監(jiān)測農(nóng)作物的生長狀態(tài)，根據(jù)生長狀態(tài)來及時(shí)調(diào)整管理策略。對(duì)于過去傳統(tǒng)落后的溫室環(huán)境管控方式來說，存在著非常大的弊端，沒有辦法對(duì)溫室環(huán)境內(nèi)部的溫度、濕度、光照等條件進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，往往使得農(nóng)作物不能夠獲得良好的生長環(huán)境，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多先進(jìn)的設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，尤其是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，標(biāo)志著農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控工作必須要利用先進(jìn)的技術(shù)條件，這種改良后的溫室環(huán)境管控系統(tǒng)已經(jīng)成為必然趨勢。在黃瓜的溫室栽培實(shí)際管理中，以上觀點(diǎn)得到了充分體現(xiàn)，在黃瓜的不同生長周期可以在傳感器的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)設(shè)置差異性數(shù)值，根據(jù)黃瓜營養(yǎng)元素以及環(huán)境條件的需求不同，具體調(diào)控所需要的各項(xiàng)條件，比如氮肥和磷肥的增加會(huì)對(duì)黃瓜的單株產(chǎn)量產(chǎn)生非常明顯的影響，氮磷鉀三種營養(yǎng)元素對(duì)于黃瓜生長所需的配比范圍大概在1:1:1.2左右。除了肥料對(duì)于黃瓜生長的影響之外，光合作用的速率直接影響著黃瓜生長的整個(gè)過程，如何科學(xué)合理地讓黃瓜生長的每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠進(jìn)行最大效能的光合速率工作，成為溫室環(huán)境管控系統(tǒng)工作的重中之重。根據(jù)已有的研究結(jié)果表明，空氣中的二氧化碳濃度以及溫度和濕度都能夠?qū)S瓜的光合速率產(chǎn)生一定影響，所以在對(duì)黃瓜的光合速率進(jìn)行干預(yù)時(shí)一定要提前做好準(zhǔn)備，設(shè)置好符合黃瓜生長規(guī)律的閾值，這樣就能夠保證做到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，也就能夠保證后續(xù)產(chǎn)量的持續(xù)增長。做到黃瓜生長所需的溫度、光照、養(yǎng)分都能夠滿足要求的同時(shí)，就需要考慮土壤條件是否合適，其中最重要的就是土壤內(nèi)部的水分條件是否充足，過高或過低的土壤含水率都會(huì)對(duì)黃瓜生長不利，最好能夠把握在80%左右，所以在傳感器控制節(jié)點(diǎn)的閾值要調(diào)整為80%~90%。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)的先進(jìn)性直接決定了溫室環(huán)境能否滿足實(shí)際種植工作的需要，這背后的原理就是利用傳感器測量節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)對(duì)溫室環(huán)境的內(nèi)部種植條件進(jìn)行監(jiān)測與調(diào)控。2蔬菜生長發(fā)育模型的建立所謂蔬菜生長發(fā)育模型就是通過集合人類專家的專業(yè)知識(shí)，所構(gòu)建的一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，對(duì)蔬菜生長發(fā)育的現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行集中處理解決。這一系統(tǒng)應(yīng)該匯聚兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是需要通過整合專家知識(shí)建立一個(gè)具備豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)知識(shí)庫，第二個(gè)方面是需要能夠利用所收集的專業(yè)知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行合理處理。在蔬菜生長發(fā)育的不同階段，能夠根據(jù)實(shí)際情況整合出最佳的解決方案。比如，將已有的蔬菜種植經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行錄入，對(duì)植物生長過程中所需要的溫度、水分、養(yǎng)分、光照等條件分別進(jìn)行整合，根據(jù)發(fā)育模型的信息反饋對(duì)具體的條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，生成良好的病蟲害處理辦法，讓病蟲害問題能夠快速地得到有效解決，全程智能管理的模式能夠更好地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，專家系統(tǒng)本質(zhì)上就是通過大數(shù)據(jù)技術(shù)以及人工智能管理技術(shù)對(duì)蔬菜種植進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)把控的一個(gè)分支領(lǐng)域。通過專家系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠大大解放人力成本，同時(shí)也能夠更加快速準(zhǔn)確地尋找問題的來源以及解決方案，通過模擬專家的行為實(shí)現(xiàn)對(duì)解決方案以及過往經(jīng)驗(yàn)的快速抓取，能夠及時(shí)錄入先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)并對(duì)這些知識(shí)形成知識(shí)庫與數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理，并最終為種植戶提供良好的解決方案。專家系統(tǒng)錄入專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)在種植戶向?qū)＜蚁到y(tǒng)提出問題之后就能夠搜索數(shù)據(jù)信息，并且根據(jù)知識(shí)庫內(nèi)的知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行判斷識(shí)別，最終給出專業(yè)的解決方案。以黃瓜種植以及生長發(fā)育為例，專家系統(tǒng)發(fā)揮其工作作用，為黃瓜的溫室生長設(shè)立一個(gè)全過程的生長發(fā)育模型。為了避免專家系統(tǒng)檢索時(shí)間過長、檢索過程繁雜出現(xiàn)不能滿足解決實(shí)際問題的情況，就需要升級(jí)專家系統(tǒng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，真正做到實(shí)現(xiàn)層次清晰、功能明確、關(guān)系簡單的要求。在實(shí)際的專家系統(tǒng)模塊開發(fā)過程中可以分為以下幾個(gè)模塊：生產(chǎn)管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、系統(tǒng)幫助模塊以及推理模塊。各個(gè)模塊之間在工作時(shí)不會(huì)互相干擾，大大提高工作效率與工作準(zhǔn)確性。推理模塊負(fù)責(zé)將生長發(fā)育各個(gè)時(shí)期的生長要求進(jìn)行整合并做出一定的處理措施方案推薦；數(shù)據(jù)管理模塊將所錄入的專家知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)建、編輯與修改；系統(tǒng)幫助模塊能夠使蔬菜種植真正實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式。

3結(jié)語在當(dāng)今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植過程當(dāng)中，科學(xué)技術(shù)一定要引起種植戶的高度重視，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融入到種植管理技