近年來,我國在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展方面開展了系列部署,實施了一批重大應用示范工程,農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)智能裝備、北斗農(nóng)機自動導航駕駛等智慧農(nóng)業(yè)科技取得了突破。
然而相比發(fā)達國家,因起步晚、基礎(chǔ)薄弱,我國智慧農(nóng)業(yè)研發(fā)應用水平整體呈落后態(tài)勢;農(nóng)業(yè)傳感器、農(nóng)業(yè)模型與核心算法等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品受制于人,仍處于“跟跑模仿”階段,落后先進國家 10~15 年;由于行業(yè)頂層設(shè)計缺失,各地區(qū)的智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)水平參差不齊。提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力,建設(shè)智慧農(nóng)業(yè),是國家發(fā)展的必然要求。
進入新發(fā)展階段后,智慧農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,亟需從戰(zhàn)略層面進行系統(tǒng)謀劃與科學布局。
現(xiàn)階段關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)的研究較多關(guān)注概念解析、技術(shù)方法創(chuàng)新、技術(shù)產(chǎn)出效率測算、技術(shù)進展梳理、技術(shù)方案論證等方面,而從宏觀角度入手,面向 2035 年我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展路線進行的前瞻性分析較為少見,尤其缺乏針對不同規(guī)模主體、不同產(chǎn)業(yè)類型的路徑選擇問題研究。
推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域“新基建”工作,建設(shè)泛在、先進、開放、共享的農(nóng)業(yè)新型信息基礎(chǔ)設(shè)施體系。加快 5G 網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心、倉儲保鮮冷鏈物流等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),升級國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心,形成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準化技術(shù)和數(shù)據(jù)交換機制。開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的深度應用,建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能關(guān)鍵技術(shù)體系;構(gòu)建全新的農(nóng)業(yè)知識圖譜,促進數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為實際價值,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息服務精準化、智能化。
那,你知道在智慧農(nóng)業(yè)中一個溫室大棚里都有哪些傳感器嗎?
一、溫濕度傳感器
大棚內(nèi)溫度和濕度的變化會直接影響植物的光合作用、呼吸作用、蒸騰作用等生理作用,不同植物以及同種植物不同的生長階段對棚內(nèi)溫濕度的要求差異較大。所以在溫室大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中,溫濕度傳感器是必不可少的一項。
溫室大棚內(nèi)的溫濕度傳感器一般分為空氣溫濕度傳感器與土壤溫濕度傳感器兩類,以便更加全面地監(jiān)測作物生長環(huán)境中溫濕度的變化。
二、光照度傳感器
光照強度的大小會影響作物的光合作用的速率,進而影響到作物的產(chǎn)量。在智慧大棚種植中,光照度傳感器通過光感和光敏傳感器監(jiān)測記錄溫室大棚內(nèi)農(nóng)作物的生長過程中的光照強度信息,也可以直接與相關(guān)的補光系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)等設(shè)備相連,必要時自動打開相關(guān)設(shè)備。為作物的生長提供適宜的光照條件,提高作物光合作用的速率,增加產(chǎn)量。
三、二氧化碳變送器
對棚內(nèi)二氧化碳氣體濃度監(jiān)測的目的與監(jiān)測光照強度一致,都是為了促進作物的光合作用,增加產(chǎn)量。二氧化碳作為光合作用的原料,能促進植物的光合作用,提高光合作用效率。但當二氧化碳濃度達到一定值時,植物的光合作用效率達到飽和,不再隨二氧化碳濃度的增加而增加;若二氧化碳濃度繼續(xù)增加,達到一定程度時,甚至會抑制植物的呼吸作用,使植物“窒息”而光合作用停止。
溫室大棚作為一個密閉空間,空氣流動性差,通過二氧化碳變送器對棚內(nèi)氣體濃度進行監(jiān)測,及時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整通風換氣時間,改善棚內(nèi)二氧化碳濃度,可以為作物提供合適的生長環(huán)境。
四、土壤ph傳感器
土壤ph對作物生長的影響主要表現(xiàn)在對植物外觀形態(tài)、物質(zhì)代謝、生長發(fā)育以及品質(zhì)和產(chǎn)量等方面,土壤的酸性或堿性過大,都會在一定程度上影響植物的根系生長,從而影響到植物的正常生長發(fā)育。土壤酸堿性失衡還會降低土壤中營養(yǎng)的有效性,影響土壤肥力。
所以,通過土壤ph傳感器監(jiān)測土壤的PH,了解土壤土質(zhì),合理施肥,加快土壤改良,培肥地力,對棚內(nèi)作物的生長十分必要。
五、環(huán)境監(jiān)控平臺
傳感器作為整個農(nóng)業(yè)溫室大棚的前端,各類數(shù)據(jù)采集后都需要一個匯總點,而環(huán)境監(jiān)控平臺就是這樣一個角色。它將各個傳感器的數(shù)據(jù)收集起來,存儲分析,管理者可以通過電腦、手機等終端實時查看數(shù)據(jù),并根據(jù)環(huán)境信息聯(lián)動相關(guān)設(shè)備對溫室大棚進行管理,實現(xiàn)溫室大棚科學、智能化、高效率的管理。
近年來,我國實施了一批與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的科技項目和工程,推動北斗農(nóng)機自動導航駕駛、植物工廠、無人機農(nóng)業(yè)應用等技術(shù)方向達到或接近國際先進水平。但系統(tǒng)層面之外的一些關(guān)鍵核心技術(shù)仍受制于人,如高端農(nóng)業(yè)環(huán)境傳感、生命信息感知設(shè)備被美國、日本、德國等企業(yè)壟斷,大馬力高端智能裝備較多依賴于進口,動植物生長模型與核心數(shù)據(jù)主要來自美國、以色列、荷蘭、日本等。