摘要:科学技术越来越发达的今天,我们也迎来了计算机时代的新发展。在植物农业方面也有了突飞猛进的进步。
关键词:物联网 农业 植物病虫害防治
正文: 在2014年的夏天,我随老师去了吉林省的延边。在那里我学到了很多关于农业物联网方面的知识。比如说玉米螟的防治。首先来我们来介绍一下什么是玉米螟,玉米螟是玉米的主要虫害。主要分布于北京、东北、河北、河南、四川、广西等地。各地的春、夏、秋播玉米都有不同程度受害,尤以夏播玉米最重。可发危害玉米植株地上的各个部位,使受害部分丧失功能,降低籽粒产量。一般来说,农业上对于玉米螟的防治从生物角度来讲,可以用释放赤眼蜂的方式,赤眼蜂是一种卵寄生性昆虫天敌。能寄生在多种农、林、果、菜害虫的卵和幼虫中。用于防治玉米螟,安全、无毒、无公害、方法简单、效果好。在玉米螟产卵期释放赤眼蜂,选择晴天大面积连片放蜂。放蜂量和次数根据螟蛾卵量确定。一般每公顷释放15万~30万头,分两次释放,每公顷放45个点,在点上选择健壮玉米植株,在其中部一个叶面上,沿主脉撕成两半,取其中一半放上蜂卡,沿茎秆方向轻轻卷成筒状,叶片不要卷得太紧,将蜂卡用线、钉等钉牢。应掌握在赤眼蜂的蜂蛹后期,个别出蜂时释放,把蜂卡挂到田间1d后即可大量出现。这就是一种传统的方式来防治玉米螟。
除了这种传统的方式,在计算机技术发达的今天,现在又有了新的方法来防治玉米螟:利用物联网传感器进行预测。智能农业物联网主要通过温度传感器、土壤传感器、温度传感器将数据发送给安装了手机客户端的智能手机,这样农民朋友们就可以随时随地地了解到玉米地的情况。把物联网传感器插入到地里,传感器会将测到的土壤温湿度以数据的形式整理出来,在您的手机安装了客户端的情况下利用wifi网络或者2G网络传到您的手机里,这样通过对数据的分析,根据养分的多少,就可以预测玉米发生玉米螟的概率,这样就可以根据数据进行施肥和喷药,提高玉米的品质。
当然现在还有很多濒临灭绝的植物,物联网还有针对于如何保护濒危植物的设施。基于物联网的濒危植物监测模型主要由四部分组成:部署在濒危植物生态环境中的负责数据采集的集成传感器节点,具有数据汇集和收集的簇头节点,移动代理节点和控制中心。对于濒危植物在水文、气象、空气质量、土壤、光照强度、温度和湿度等方面进行监测与分析,在严冬与酷暑以及其他突发的天气状况下对植物各项数据记录与计算,从而制定最合理的保护濒危植物的计划方案。该系统依据濒危植物监测生存环境区域的大小和特征分为若干个分簇,每个分簇采用自组织方式进行通信,具有数据的采集、存储、筛选等功能;为了减小监测设备对于植物生存环境的破坏和避免节点失效缩短网络生存周期,部署移动代理节点,监测系统采用基于能量感知的多路径路由协议选择最优路径,提高数据汇集效率同时降低数据传输耗能,增强监测系统的鲁棒性,有效改善整个监测系统的通信功能。并建立自适应移动管理方案。简单的说,就是在濒危植物生长处建立保护区的同时,在周边设下物联网仪器监测点,每隔一定时间对植物的土壤成分、温度湿度等数据进行采集,通过物联网传输层层汇总到上一单元对数据进行集中处理,通过计算机将数据以图表的方式呈现出来,并对数据进行分析,来确定当前的环境是否适宜环境的生存与生长。当环境发生变化时,及时发现以对植物采取必要的保护措施。监测系统主要有以下几点需求:
1、植物监测仪器不能对植物体及其生态环境造成破坏。因此,监测仪器必须体积足够小,尽量采用隐蔽形式部署;
2、对于濒危植物的监测可以脱离传统监测系统的传感器硬件设计和节点部署以及传感网络组织形式;
3、传感器节点及其系统设计需要满足濒危植物监测数据特性。监测数据包括气象数据、土壤数据、图像数据采集,并需要具备对于与植物监测相关的突发事件监测和处理功能。
4、监测系统各节点之间互不干扰,监测的数据应能排除外界偶然因素的影响。上一级端点应能及时发现下一级的故障情况并向上反映,并具备处理突发状况的备用设备。
物联网就是建立在互联网基础之上,通过RFID等传感设备而建立起来的,实现物与物之间信息传输与交流的信息网络。农业物联网的应用则主要是在农业生产环境因子方面实现感知、传输、处理和再控制,如使用“自动浇水系统”“气象监测系统”以及“科学除虫系统”,通过农业互联网、移动互联网、云计算和物联网技术,依托部署在田间地头的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)随时监测田地变化;农户不用到田里,便可以利用手机和电脑浇水、除虫,进行气象监测。
互联网+农业物联网给力菜博会举行在山东寿光。不久前落下帷幕的第十六届中国(寿光)国际蔬菜科技博览会,共吸引了219万人次到会参会,集中签约30个重点项目,签约额222亿元,引资额190亿元,实现各类贸易额160亿元,取得了丰硕的经贸成果。历经15年的摸索成长和突破,从2000年首届中国寿光蔬菜博览会成功举办,到目前发展成为国内规模最大、最具影响和成效的国际型蔬菜产业品牌展会,寿光菜博会成功发展的背后离不开现代农业科技的进步和应用。借助与互联网技术的融合,菜博会展示出现代农业的神奇魅力和别样精彩。6月15日,“互联网+在山东”全国网络媒体行走进寿光,走进菜博会主题展馆,近距离体验了互联网+农业的最新科技成果。
展厅内何时通风、果蔬何时浇水、遮阳网如何打开等此前很多需要管理人员完成的工作,现在安装了物联网成功运行后,都可以自动完成。不用走进大棚就能知道棚内湿度、温度、二氧化碳浓度,动动键盘就能实现对蔬菜的浇灌和采摘。媒体行记者们共同见证了物联网操控系统下种植蔬菜实现了自动化、信息化。
寿光菜博会展厅配备了物联网操控系统及技术运用展示平台,温室环境智能操控系统可对室内温度、湿度、土壤温湿度、CO2浓度进行监测,若出现异常,“温室娃娃”会自动报警。此外,安全生产监控系统对于厅内所发生的一切事情都有存档,植物的长势情况也能看得到,通过云台放大之后,某一时段植物生长情况可以随时调出,还可以通过互联网进行传输,登录网址,画面就能切换到监控系统的画面。
据介绍,将物联网应用到农业生产上,可以对农作物的肥水、光照、温湿、病虫害等进行智能化自动控制,大大节约成本,提高经济效益。实施物联网系统后,可节约灌溉成本50%左右,降低肥料成本30%左右,减少病虫害防治成本25%左右,并使农民的劳动强度降低30%。
走进菜博会十号厅植物工厂、沼气能源、草莓采摘机器人、工厂化育苗流水线等展区,多项前沿技术集中亮相,使整个温室展现出现代农业的气息。
记者在植物工厂看到,室内布满栽培架,上面种满生菜、苦苣等叶菜类植物。墙上的显示屏报告着温度、湿度等数据。植物工厂“完全不用阳光”,在每个栽培架上都装有一块灯板,根据不同植物使用不同的LED光照进行24小时照射,调节作物生长期。
十号厅厅长马尊娟告诉记者,由于植物工厂内环境可控性强,栽培环境的二氧化碳浓度可以得到大幅增加,使植物的光合作用效率提高,植物生物量的形成和营养物质的积累,都是常规栽培的几倍。通过对工厂内环境的高精度控制,植物的生长在这里几乎不受自然条件的制约,生长周期加快。
据介绍,太阳能光伏发电和现代农业种植在展厅也得到了紧密结合,采用太阳能光伏发出的直流电,直接为农业温室进行补光。利用分光技术,将太阳光分为植物需要的光能和用于太阳能发电的光能。经过“分光”,适合植物生长的红光等“营养光”进入大棚,而抑制植物生长的蓝紫光则被隔离,这样保证了阴雨雪天、夜晚等光照不足的时候能为植物提供足够的光。在展厅蔬菜开花结果时期,纳米补光系统会为其提供蓝紫光照,抑制根叶的生长,促进果实的生长。可使3个月的生长周期缩短到2个月,蔬菜增产效果显著。
其实现在的物联网技术还没有完全的应用到农业当中,还是有有很多的农民朋友们不接受这样的方法,所以怎么样去推广成了一个大问题,不过我想如果农民朋友们看到了成效应该就会更加易于接受了。虽然我们面临着许多的问题,可是我们不得不承认物联网在植物上不可小觑的作用,物联网在植物培育和防治也必然会成为一种趋势。
参考文献:《农业物联网导论》 李道亮
《物联网与传感器技术》范茂军
《农业智能系统》
《人工智能与专家系统》尹朝庆
《用物联网提升现代设施农业》金攀
《物联网在农业上的应用》文黎明 龙亚兰
《物联网在农业病虫灾害中的应用》管继刚
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