現代農業氣象智能控制水肥灌溉綜合一體化技術綜述
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摘 要：隨著社會的快速發展和國家政策對農業的大力支持，加物聯網技術的成熟，物聯網字傳統農業領域的應用越來越廣泛。農業是物聯網技術的重點領域之一，也是物聯網技術應用需求最迫切、難度最大、集成性特征在最明顯的領域。
關鍵詞：智慧農業；物聯網；氣象大數據
就目前來說，中國農業發展面臨諸多問題，例如：經濟發展和農村資源有限的矛盾、農村環境污染與食品安全問題、農業生產效率落后于發達國家。隨著農業物聯網建設的逐步推進，3S技術在農業發展空間巨大，云計算和大數據應用前景廣闊。前瞻產業研究院最新研究報告指出，在即將到來的“十三五”期間，信息化技術將滲透到三農各個領域。不管是產前的農資電商、農機電商，還是產中的農業物聯網、生產管理信息化系統，又或者是產后的農產品電商、農產品大宗交易平臺，都將充分受益，預計市場空間將超過萬億，將科技與農業相結合已是大勢所趨。
“智慧農業”是以物聯網技術為支撐和手段的一種現代農業形態，它充分應用現代信息技術成果，集成應用計算機與網絡技術、物聯網技術、音視頻技術、無線通信技術及專家智慧與知識，實現農業可視化遠程診斷、遠程控制、災變預警等智能管理。積極發展智慧農業，有利于提升國家的經濟效益、社會效益、生態效益。
現代農業氣象智能控制水肥灌溉技術，就是以氣象科技為基礎，信息科技為手段，農業科技為載體，實現氣象科技、農業科技、信息科技的有機融合。同時將大數據和云計算相結合，采集全面豐富的氣象數據及農業數據，科學高效的數據加工技術，為智能化、精準化提供可靠保障。其中農業灌溉最常用的就是水肥一體化的技術體系結構，“水肥藥天”中的“天”指的是天氣條件，根據作物生長的時段不同，不斷變化的天氣狀況，以及后3天天氣預報情況對水肥藥一體化的操作工藝流程自動修正。通過水肥藥一體化過程中充分融入變化多端的天氣過程，完成精細化的水肥一體化工藝流程，更是將作物的打藥工藝流程更精化、智能化，以減少農藥殘留和用量。
這種根據種植對象、土壤性質、天氣變化等實際情況的不同動態調整水肥一體化實現過程的方法，分為三個階段實現。第一階段稱為引水階段（或引水時間）根據作物對象不同，作物根系同吸肥方式不同，確定時間長短。本階段只澆水不送肥，讓作物根系周圍有一定的水含量，讓肥力很快地滲透到作物根部最需要肥力的地方。時間長短由水壓、管網大小、作物對象等決定。第二個階段稱為追肥階段（或追肥時間）根據作物生長期不同，土壤性質的不同確定肥料用量。由于輸入管網固定，水壓固定，肥力輸送速率恒定，根據肥料用量計算出追肥的時間。第三個階段為補水階段（或補水時間）目的是水管管線上的肥料全都輸送到田間和肥力根據需要多往地下滲透一點，時間長短仍根據作物的需要而定。
在農業實際生產過程中，水肥藥一體化的操作流程應該是動態，要根據天氣情況的不同動態地改變三個時間，以及水肥藥控制器的工作流程。其方法是確定種植在每個生長階段理論上所需的總水量，由水肥比、水藥比計算出引水時間、追肥時間、補水時間的大小。將氣象要素引入水肥一體過程方法是根據前三天空氣的溫度、濕度以及土壤的含水量以及后面三天本區域關鍵氣候要素預報的情況來改變水肥藥一體的工作流程和農事安排。為此，水肥一體化的控制裝置不僅要實現三個階段的控制功能，還要完成關鍵氣候要素的采集（如空氣溫度、濕度、土壤水份等）。同時，還能遠程接收云數據中心的相關參數和氣象預報信息，將其融合到水肥一體化整個控制過程中，精準實現現代化的施肥、打藥。充分達到“三節”、“三省”、“三增”的目的，最大限度地減少化工原料對環境的影響。除了氣象控制的水肥技術，還采用了自動化的微噴灌、滴灌技術和土壤疫情管理技術，從粗放式的種植過渡帶精量化的種植管理。
因此，農業氣象智能控制水肥灌溉綜合一體化技術的應用，進一步實現農業信息化，提升傳統農業的效率，節省了直接投入如水、能源、肥料殺蟲劑等，農作物產量增加的同時也改善了作物的品質，改善了管理模式，使環境問題能夠更早的預報和發現。該項技術也積極響應國家的“綠色農業”的號召，不僅節約水、肥料，而且減少了化學藥劑的使用和能源的消耗。提升帶動農業向現代化、科技化的方向發展。
參考文獻
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