和植物“對(duì)話”，懂得它們的“喜怒哀樂”，知道它們的溫飽冷暖，植物們不再被動(dòng)地接受“照顧”，而是主動(dòng)講述它的需求……

這聽起來似乎天方夜譚的設(shè)想正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，科技改變了農(nóng)業(yè)的舊貌，將不可能變成了可能。當(dāng)然我們文中所講的讓植物開口說話，并不是真正意義上的“說話”。而是能夠?qū)崟r(shí)地感知到植物什么時(shí)候需要澆水，什么時(shí)候需要除蟲施肥，植物的發(fā)育狀態(tài)什么樣子的，根據(jù)植物的成長，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制調(diào)整。

01讓植物“開口說話”

現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)以有效調(diào)節(jié)作物生長環(huán)境的功能見長，調(diào)控的首要任務(wù)應(yīng)該是了解作物需求。

如果不按照植物真實(shí)的動(dòng)態(tài)需求信息進(jìn)行反饋控制，比如傳統(tǒng)的大水大肥灌溉模式下，作物產(chǎn)量潛力沒有被充分挖掘，不僅不能高產(chǎn)，而且會(huì)增加生產(chǎn)成本、能耗，甚至帶來環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

讓植物“開口說話”，通俗地講，為的就是真實(shí)感知植物什么時(shí)候餓了、渴了，胖了還是瘦了，之后根據(jù)其生長的實(shí)際需要進(jìn)行精準(zhǔn)控制。

聽懂植物“語言”，奧秘就在于植物生命信息感知技術(shù)。要想實(shí)現(xiàn)和植物“對(duì)話”，首先必須精準(zhǔn)有效地采集影響植物生長的土壤養(yǎng)分、氣象環(huán)境以及植物營養(yǎng)、長勢(shì)數(shù)據(jù)等。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以采集植物信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物生長信息的全面、實(shí)時(shí)、全程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。通過對(duì)所種植產(chǎn)品的氮磷鉀營養(yǎng)、水分、植株形態(tài)、品質(zhì)和病蟲害信息的感知，來判斷何時(shí)施肥、何時(shí)噴藥、何時(shí)灌溉以及所需份量，從而避免傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式管理的資源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的破壞。

蔬菜它需要什么溫度?什么時(shí)候要澆水?什么時(shí)候要施肥?澆多少水?施多少肥?所有問題一目了然，使大棚內(nèi)植物所需要的生長環(huán)境永遠(yuǎn)保持在最佳狀態(tài)。

02設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展需“更上一層樓”

智能溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)中的高級(jí)類型。然而，當(dāng)下各地興起的一些智能溫室示范基地，更多還是依靠基于設(shè)定值的溫室環(huán)境控制方法。一定程度上這是用計(jì)算機(jī)代替人手去按開關(guān)而已，還不能算作真正意義上的智能化。

首先依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定目標(biāo)參數(shù)(如室內(nèi)的溫濕度、光照等)，控制器根據(jù)檢測(cè)到的實(shí)時(shí)結(jié)果與目標(biāo)參數(shù)之間的差距做出決策，通過環(huán)境調(diào)節(jié)裝備開閉來達(dá)到目標(biāo)值，這是目前國內(nèi)溫室普遍采用的相對(duì)粗放式的智能化管理模式。其蘊(yùn)含的技術(shù)水平、帶來的作物產(chǎn)量與荷蘭等發(fā)達(dá)國家相比，都有不小的差距。

以西紅柿種植為例，國內(nèi)一般的溫室大棚，西紅柿產(chǎn)量每平方米為15公斤左右，但荷蘭能到達(dá)60至70公斤。

03智能溫室的“超級(jí)大腦”

智能檢測(cè)與控制技術(shù)是智能化設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前端和后端。信息感知后，解決作物“缺啥補(bǔ)啥”的問題是又一關(guān)鍵技術(shù)難題。

由于溫室環(huán)境的控制過程極其復(fù)雜，具有變量多、耦合強(qiáng)、干擾大等特點(diǎn)，一套科學(xué)適用的智能控制系統(tǒng)如同一個(gè)“超級(jí)大腦”。

如何建立集作物生長模型、環(huán)境控制模型、成本模型等為一體的綜合溫室調(diào)控模型?如何實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)組分的精確調(diào)配?如何實(shí)現(xiàn)基于多目標(biāo)的優(yōu)化控制?這都是智能控制系統(tǒng)要做到的。

以聚英云農(nóng)智能大棚控制系統(tǒng)為例，傳感器采集植物生長信息、溫室內(nèi)的空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度、二氧化碳、光照強(qiáng)度等實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，傳輸?shù)娇刂浦行模芍行钠脚_(tái)系統(tǒng)將最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定適合農(nóng)作物生長的環(huán)境參數(shù)與進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)值有了偏差，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)發(fā)出指令，智能啟動(dòng)與系統(tǒng)相連接的通風(fēng)機(jī)、遮陽、加濕、澆灌等設(shè)備進(jìn)行工作，直到大棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，相關(guān)設(shè)備才會(huì)停止工作。通過系統(tǒng)遠(yuǎn)程手機(jī)端端大棚實(shí)施自動(dòng)化、無人化管理。

目前，我國溫室環(huán)境控制技術(shù)取得了長足進(jìn)步，但要想加快科技成果普及推廣，取得更高水平的成果，依然需要久久為功。

未來的智能化溫室能夠幫助更多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者實(shí)現(xiàn)“傻瓜式”種植管理，只需一個(gè)按鍵即可完成從種子到產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程，使之成為真正高效率、高產(chǎn)出、高質(zhì)量、勞動(dòng)強(qiáng)度低的智能化生產(chǎn)。