和植物“對話”，懂得它們的“喜怒哀樂”，知道它們的溫飽冷暖，植物們不再被動地接受“照顧”，而是主動講述它的需求……

這聽起來似乎天方夜譚的設想正在變?yōu)楝F實，科技改變了農業(yè)的舊貌，將不可能變成了可能。當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”。而是能夠實時地感知到植物什么時候需要澆水，什么時候需要除蟲施肥，植物的發(fā)育狀態(tài)什么樣子的，根據植物的成長，需要進行實時的控制調整。

01讓植物“開口說話”

現代設施農業(yè)以有效調節(jié)作物生長環(huán)境的功能見長，調控的首要任務應該是了解作物需求。

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

讓植物“開口說話”，通俗地講，為的就是真實感知植物什么時候餓了、渴了，胖了還是瘦了，之后根據其生長的實際需要進行精準控制。

聽懂植物“語言”，奧秘就在于植物生命信息感知技術。要想實現和植物“對話”，首先必須精準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)、長勢數據等。

應用物聯網技術可以采集植物信息，實現對作物生長信息的全面、實時、全程動態(tài)監(jiān)測。通過對所種植產品的氮磷鉀營養(yǎng)、水分、植株形態(tài)、品質和病蟲害信息的感知，來判斷何時施肥、何時噴藥、何時灌溉以及所需份量，從而避免傳統(tǒng)經驗式管理的資源浪費和對環(huán)境的破壞。

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

02設施農業(yè)發(fā)展需“更上一層樓”

智能溫室是設施農業(yè)中的高級類型。然而，當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定值的溫室環(huán)境控制方法。一定程度上這是用計算機代替人手去按開關而已，還不能算作真正意義上的智能化。

首先依據經驗設定目標參數(如室內的溫濕度、光照等)，控制器根據檢測到的實時結果與目標參數之間的差距做出決策，通過環(huán)境調節(jié)裝備開閉來達到目標值，這是目前國內溫室普遍采用的相對粗放式的智能化管理模式。其蘊含的技術水平、帶來的作物產量與荷蘭等發(fā)達國家相比，都有不小的差距。

以西紅柿種植為例，國內一般的溫室大棚，西紅柿產量每平方米為15公斤左右，但荷蘭能到達60至70公斤。

03智能溫室的“超級大腦”

智能檢測與控制技術是智能化設施農業(yè)生產的前端和后端。信息感知后，解決作物“缺啥補啥”的問題是又一關鍵技術難題。

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

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控模型?如何實現營養(yǎng)組分的精確調配?如何實現基于多目標的優(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、溫室內的空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度、二氧化碳、光照強度等實時環(huán)境數據，傳輸到控制中心，由中心平臺系統(tǒng)將最新監(jiān)測數據與預先設定適合農作物生長的環(huán)境參數與進行比較，如發(fā)現傳感器監(jiān)測到的數據與預設數值有了偏差，計算機會自動發(fā)出指令，智能啟動與系統(tǒng)相連接的通風機、遮陽、加濕、澆灌等設備進行工作，直到大棚內環(huán)境數據達到系統(tǒng)預設的數據范圍之內，相關設備才會停止工作。通過系統(tǒng)遠程手機端端大棚實施自動化、無人化管理。

目前，我國溫室環(huán)境控制技術取得了長足進步，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業(yè)生產者實現“傻瓜式”種植管理，只需一個按鍵即可完成從種子到產品的生產全過程，使之成為真正高效率、高產出、高質量、勞動強度低的智能化生產。