作物信息技術(shù)在棉花生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：棉花是中國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，其農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的技術(shù)水平與區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展之間具有密不可分的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。因此，如何利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對棉花生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升，也成為當(dāng)前推動(dòng)棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要切入點(diǎn)。該文主要分析了作物信息技術(shù)的概念，并且就作物信息技術(shù)在棉花生產(chǎn)中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望能夠?yàn)橥苿?dòng)棉花的高質(zhì)量生產(chǎn)提供參考意見。關(guān)鍵詞：棉花生產(chǎn)；作物信息技術(shù)；實(shí)踐應(yīng)用隨著現(xiàn)代信息技術(shù)以及通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，前沿科學(xué)技術(shù)已經(jīng)融入了中國農(nóng)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域中，并徹底顛覆了農(nóng)業(yè)發(fā)展的方式。目前，已經(jīng)有許多現(xiàn)代信息技術(shù)成果在農(nóng)業(yè)種植過程中實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化，并取得了傲人的成就。其中，作物信息技術(shù)就是農(nóng)業(yè)信息工程中最為核心的環(huán)節(jié)，也是推動(dòng)國家農(nóng)業(yè)工程持續(xù)朝著現(xiàn)代化和智能化發(fā)展的重要途徑。目前，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用作物信息技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展更是成為熱點(diǎn)話題，而棉花作為重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)物之一，如何能夠通過作物信息技術(shù)的利用提升棉花生產(chǎn)的質(zhì)量和效率也成為了行業(yè)發(fā)展過程中關(guān)注的要點(diǎn)。

1作物信息技術(shù)的概念作物信息技術(shù)主要是指針對相關(guān)農(nóng)作物在生產(chǎn)過程中的生物數(shù)據(jù)信息、土壤環(huán)境信息、氣候條件信息、區(qū)位經(jīng)濟(jì)條件信息以及社會(huì)政策信息進(jìn)行總和，并通過針對這些數(shù)據(jù)信息的深度處理和挖掘，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)作物的種植和生產(chǎn)提供有效的技術(shù)支撐。在作物信息技術(shù)中，主要包括生物生長模擬模型、作物生產(chǎn)決策系統(tǒng)以及農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)三大模塊的核心構(gòu)成部分。其中，作物系統(tǒng)的模擬功能也是作物信息技術(shù)最為關(guān)鍵的功能，而農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)則是推動(dòng)農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展和現(xiàn)代化發(fā)展的重要載體，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植高新科技成果的轉(zhuǎn)化。1.1

作物生長模擬模型作物生長模擬模型自發(fā)展以來，美國、荷蘭以及澳大利亞等發(fā)達(dá)國家投入了巨大的研究力量，建立了很多適應(yīng)于本國農(nóng)作物生長的模擬模型。這些模型研究的主要內(nèi)容是植物的光合作用與呼吸作用、營養(yǎng)成分的攝取方式、植物內(nèi)碳水化合物的合成、植物的蒸騰作用以及發(fā)育過程。在研究工作中，美國以及荷蘭一直處于世界領(lǐng)先地位。其中，荷蘭作為世界農(nóng)業(yè)大國，更是注重生長模擬模型在農(nóng)作物生產(chǎn)過程中的貢獻(xiàn)，希望能夠突出該模型在應(yīng)用過程中的通用性特征。而美國在研究工作中，則是將農(nóng)作物生長過程中的氣候條件、土壤條件和技術(shù)條件視為一個(gè)綜合的生態(tài)循環(huán)體系，更加強(qiáng)調(diào)該模型在不同農(nóng)作物生長過程中的應(yīng)用特征，突出了不同農(nóng)作物的生長個(gè)性。中國在20世紀(jì)80年代初，也引入了國外農(nóng)作物的模擬模型，后續(xù)也將該模擬模型應(yīng)用到了水稻作物的生產(chǎn)和發(fā)展過程中，這也為中國農(nóng)作物的數(shù)字化管理和發(fā)展鋪墊了基礎(chǔ)條件。1.2

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是人工智能技術(shù)中最為關(guān)鍵的構(gòu)成部分之一，專家系統(tǒng)可以模仿人類專家的思維針對農(nóng)業(yè)種植過程中的一些通用問題進(jìn)行推理和判斷，甚至隨著逐步地發(fā)展，專家系統(tǒng)可以解決一些農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。而農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)也被稱為電腦農(nóng)業(yè)專家，這種系統(tǒng)的最終目的就是希望能夠?yàn)檗r(nóng)民進(jìn)行服務(wù)，為中國農(nóng)民在生產(chǎn)和種植工作中遇到的各類型問題提供解決辦法。例如，如何針對新疆棉花的病蟲害問題進(jìn)行管理、針對種植過程中的鹽堿地病害問題進(jìn)行管理，都屬于農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的工作范疇。1.3

作物生產(chǎn)決策系統(tǒng)作物生產(chǎn)決策系統(tǒng)能夠?yàn)檗r(nóng)作物生產(chǎn)的全過程以及不同環(huán)節(jié)提供重要的決策，這些決策主要包括前期農(nóng)產(chǎn)品的選擇、最終的產(chǎn)量以及栽培過程中的水肥用量、栽培模式、播種的密度控制、病蟲害的防治綜合辦法等。也就是說，生產(chǎn)決策系統(tǒng)可以針對當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，因地制宜地針對不同農(nóng)作物的生長發(fā)展需求給出極為優(yōu)化的生產(chǎn)培育策略，在農(nóng)作物的生產(chǎn)管理工作中實(shí)現(xiàn)了將農(nóng)民的人為主觀能動(dòng)性與智能化的信息技術(shù)融于一體的發(fā)展目標(biāo)。2作物信息技術(shù)在棉花生產(chǎn)中的實(shí)踐應(yīng)用2.1

生長模擬模型的應(yīng)用中國在20世紀(jì)80年代之后，就建立了自己的棉花生長發(fā)育模擬模型。該模型主要是以生理判斷時(shí)間作為單位，從棉花出苗當(dāng)日開始計(jì)算并進(jìn)行模擬，統(tǒng)計(jì)了棉花從出苗到收獲過程中所產(chǎn)生的各類型數(shù)據(jù)信息，從而有效地模擬棉花作物最終的產(chǎn)量、葉面積指數(shù)、結(jié)果數(shù)、脫落數(shù)以及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量等指標(biāo)。通過該模型的應(yīng)用，可以針對棉花在種植過程中每天的太陽輻射程度、氣溫變化條件以及降水等多方面的氣候要素進(jìn)行測量，從而通過分析這些數(shù)據(jù)信息中的內(nèi)在關(guān)聯(lián)預(yù)測，在中國的不同區(qū)域、不同年份、同地棉花品種在種植過程中最終的發(fā)育成果以及產(chǎn)量。這些研究成果也為中國棉花生產(chǎn)的數(shù)字化發(fā)展和智能化管理鋪墊了基礎(chǔ)條件。2.2

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在棉花生產(chǎn)中的應(yīng)用1984年，著名的農(nóng)業(yè)學(xué)家Lemmon等人為了幫助棉花種植農(nóng)民更好地應(yīng)用智能化的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)語言編制了一個(gè)專家系統(tǒng)，希望能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)科技成果以通俗易懂的語言向農(nóng)業(yè)種植人員傳遞，并且告訴棉花生產(chǎn)者更加科學(xué)合理的棉花種植和管理措施。該專家系統(tǒng)中主要包括氣象站、推理器、棉花種植的知識庫以及相關(guān)的模擬模型等數(shù)據(jù)文件。后來，美國有一些業(yè)界學(xué)者也陸續(xù)開始研究關(guān)于棉花種植過程中的病蟲害管理專家系統(tǒng)，隨后，在美國的密西西比州，該農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)得到了應(yīng)用，并有效地完成了針對13個(gè)棉花病蟲害的管理工作，還取得了相對傲人的成就。1997年之后，中國新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的馬德英教授等人在研究棉花病蟲害問題的過程中，收集了大量關(guān)于棉花病蟲害的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且將這些病蟲害的整治知識與專家經(jīng)驗(yàn)之間相互融合，然后利用KA3專家系統(tǒng)開發(fā)了幫助棉農(nóng)解決病蟲害問題的專家管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在應(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)專家經(jīng)驗(yàn)咨詢、針對棉花病蟲害問題的診斷、科學(xué)合理的病蟲害防治技術(shù)等多方面的功能，為棉農(nóng)生產(chǎn)和種植提供了更加科學(xué)的實(shí)踐指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。2.3

作物決策系統(tǒng)在棉花生產(chǎn)中的實(shí)踐應(yīng)用2003年，中國的農(nóng)業(yè)學(xué)家張懷志正式構(gòu)建了基于知識模型基礎(chǔ)條件下的棉花管理決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息收集了中國不同棉花種植區(qū)域，在棉花生產(chǎn)過程中的各類型數(shù)據(jù)信息，并且在動(dòng)態(tài)知識模型的基礎(chǔ)條件下能夠?qū)⒚藁ú煌N植階段下的科學(xué)指導(dǎo)意見以通俗易懂的方式傳遞給棉農(nóng)，還能夠根據(jù)棉花種植過程中的各類型數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前棉花種植產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)量的決策，從而為中國的棉花種植栽培和管理提供了科學(xué)的思路以及方法，也為中國棉花的精確農(nóng)作以及種植的數(shù)字化發(fā)展鋪墊了基礎(chǔ)條件。

3結(jié)語綜上所述，中國作為農(nóng)業(yè)大國，國內(nèi)棉花的生產(chǎn)以及栽培理論在國際平