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物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)變革
在物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前,我們常見(jiàn)的農(nóng)作物灌溉系統(tǒng)通常采用的是定時(shí)·定量灌溉的方法。不管農(nóng)作物處在①個(gè)什么樣的環(huán)境下,只要約定的時(shí)間①到,系統(tǒng)就開(kāi)始進(jìn)行定時(shí)·定量灌溉。
至于接受灌溉的農(nóng)作物會(huì)不會(huì)被淹或者水分不夠,這不是系統(tǒng)所需要考慮的問(wèn)題,除非這個(gè)時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行人工干預(yù)。
""聰明""的新式灌溉系統(tǒng)
而物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下,具有物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)的新式灌溉系統(tǒng)就""聰明""多了。首先,T.A會(huì)從互聯(lián)網(wǎng)上獲取天氣情況的資料進(jìn)行分析,包括過(guò)去幾天的天氣預(yù)報(bào),在進(jìn)行綜合分析之后定出①個(gè)灌溉方案的參數(shù)。同時(shí),還會(huì)對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,針對(duì)不同土質(zhì)的水土保持能力,又定出①個(gè)灌溉參數(shù)。T.A還會(huì)收集大氣中的溫度數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析,對(duì)各種不同的對(duì)植物生長(zhǎng)有影響的情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析,并分別定出參數(shù)。后,由這些參數(shù)來(lái)確定當(dāng)天的灌溉方案。這樣①來(lái),既能夠保證植物所需要的水分,又能夠不讓植物因水分過(guò)多而被淹死,還能節(jié)約用水。
由此,我們可以清晰地看到,互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的大腦,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的觸角。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)收集相關(guān)的資訊,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)制定行動(dòng)方案,再交給物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行?;ヂ?lián)網(wǎng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)起作用,而物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為大腦,從中獲取正確的行為指南,有的放矢,使得功效倍增。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)典案例:無(wú)土栽培
從狹義的范圍來(lái)說(shuō),現(xiàn)代農(nóng)業(yè)就是采用工業(yè)化的生產(chǎn)方式來(lái)生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品。采用了無(wú)土栽培的生產(chǎn)車(chē)間就是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的①個(gè)經(jīng)典案例。
1929年,美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的W.F.Gericke教授應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)液栽培取得成功,標(biāo)志著人類(lèi)拉開(kāi)了無(wú)土栽培的序幕。意大利·西班牙·法國(guó)·英國(guó)·瑞典·以色列·荷蘭·日本等國(guó)家從1950年起,廣泛開(kāi)展了無(wú)土栽培研究并實(shí)際應(yīng)用。
到了1960年,無(wú)土栽培出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的局面,深液流技術(shù)·營(yíng)養(yǎng)膜技術(shù)和巖棉培在生產(chǎn)上得以應(yīng)用,種植作物也從番茄·黃瓜等蔬菜種類(lèi)擴(kuò)展到花卉等種類(lèi)。無(wú)土栽培已發(fā)展成為①門(mén)獨(dú)立的學(xué)科——無(wú)土栽培學(xué)。
隨著各種新技術(shù)(如自動(dòng)化控制營(yíng)養(yǎng)液和環(huán)境技術(shù))越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在無(wú)土栽培上,使得無(wú)土栽培開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化,美國(guó)·日本·荷蘭·丹麥·英國(guó)·以色列等國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行無(wú)土栽培的商業(yè)化生產(chǎn)。
無(wú)土栽培作物生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)是可以省去傳統(tǒng)耕作中的耕種·除草·土壤消毒·追肥等繁瑣環(huán)節(jié),勞動(dòng)強(qiáng)度大幅下降。在人工環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)使得靠天吃飯成為了歷史。通過(guò)對(duì)作物實(shí)施點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的喂食,提高了養(yǎng)分與水的利用率。
在無(wú)土栽培技術(shù)實(shí)用化方面遇到的主要障礙是成本問(wèn)題,而導(dǎo)致目前成本高昂的原因主要有兩點(diǎn),①個(gè)是營(yíng)養(yǎng)液,另①個(gè)是光源。營(yíng)養(yǎng)液給植物提供生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分,而光源是光合作用的前提,兩者缺①不可。
光合作用指的是植物在可見(jiàn)光的照射下,通過(guò)葉綠素將②氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放出氧氣的過(guò)程。植物通過(guò)光合作用利用無(wú)機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量。通過(guò)食用,食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物及細(xì)菌所貯存的能量,這個(gè)過(guò)程是T.A們賴(lài)以生存的關(guān)鍵。
由于使用了無(wú)土栽培技術(shù)的農(nóng)業(yè)工廠在單位面積中的生產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)比傳統(tǒng)種植方式要大,這就使得T.A所需要的光能必須相應(yīng)地得到增加。而天氣的變化又使得自然光并不總是能夠提供足夠的光能,如在陰天或雨天的時(shí)候。因此,就要采用人工光源對(duì)植物進(jìn)行補(bǔ)光,就目前的技術(shù)水平而言,這仍然是無(wú)土栽培的①個(gè)環(huán)節(jié),需要耗費(fèi)相當(dāng)多的能量。而在人工光源的背后就是成本,通常我們使用電力來(lái)照明,電費(fèi)就成為無(wú)土栽培的①大成本。
在傳統(tǒng)的無(wú)土栽培生產(chǎn)領(lǐng)域中,所采用的自動(dòng)控制方式主要還是①種以經(jīng)驗(yàn)為主的主觀指導(dǎo)方式。憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)估計(jì)在什么樣的情況下如何進(jìn)行補(bǔ)光,補(bǔ)充多長(zhǎng)時(shí)間與多少能量的光線,以及營(yíng)養(yǎng)液的供給方案等。
具體來(lái)說(shuō),就是管理人員看到今天下雨了就打開(kāi)人工照明系統(tǒng),如果今天是個(gè)艷陽(yáng)天就將照明系統(tǒng)關(guān)閉。當(dāng)然,這些都可以實(shí)現(xiàn)①定程度上的自動(dòng)化管理,但這種方式只是①種粗放式的管理方式,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有做到精細(xì)化的管理來(lái)實(shí)現(xiàn)采光成本的下降。
要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的管理,前提是要采集到足夠的資訊作為我們決定的依據(jù),否則得到的結(jié)果可想而知。傳感器則是我們對(duì)資訊進(jìn)行采集的好幫手。通過(guò)采光傳感器,我們能夠知道光線強(qiáng)度的實(shí)時(shí)分布情況。
通過(guò)視頻傳感器對(duì)植物的外部尺寸進(jìn)行監(jiān)視分析,我們就能夠知道植物的生長(zhǎng)情況:是在發(fā)芽期·發(fā)育期,還是在其TA.的什么生長(zhǎng)時(shí)期。通過(guò)對(duì)植物的照片進(jìn)行光譜分析就能掌握植物健康狀況的實(shí)時(shí)情況。植物在不同時(shí)期的生長(zhǎng)過(guò)程中和不同的健康狀態(tài)下所需要的光照度是不同的,對(duì)營(yíng)養(yǎng)液以及水分的供給情況的要求也是不同的。通過(guò)這樣的精細(xì)化管理就可以有效地大幅降低所需要的光照與營(yíng)養(yǎng)液的成本。
這就是物聯(lián)網(wǎng)給我們所帶來(lái)的革命性的變化。
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