摘要：隨著我國科技的不斷發展，傳統農業技術逐漸淘汰，各種新興技術相繼應用于農業規?；a當中。其中，無土栽培技術和智能化溫室系統這2種新興技術在多個領域均取得了重大成就。它們的最終目標是以一種更新穎、更便捷的方式來實現作物生產的標準化、現代化、高效化，并最終得到高質量的產品。結合多個實際案例，分析闡述了無土栽培技術和智能化溫室技術的結合應用，并探討了其在未來的發展前景。

　　關鍵詞：無土栽培；智能化；應用現狀；發展前景

　　無土栽培技術是指利用人工手段創造一個可供作物根系生存的環境來代替土壤環境，以此來打破傳統種植的一些弊端，從而使作物處于最適合其生長的環境之中，在最適條件下充分發揮作物的潛力[1]。無土栽培技術能夠緩解土地壓力，提高作物產量，改善作物質量。大力發展無土栽培技術已經成為農業發展的一個新趨勢。由于失去了土壤這個天然條件，作物對其他生長環境條件的要求就變得更加嚴苛，如水分條件、溫度控制等。如何做到高效、準確地控制這些條件，是一個待解決的重要問題。例如，我國是農業大國，農業用水的需求量巨大，對于無土栽培技術，其用水量更是遠遠高于土壤栽培。然而，由于缺少智能高效化的設施和有效的管理系統，我國農業灌溉用水浪費十分嚴重，可用水的利用效率極低。所以，建立高效智能化的節水灌溉系統，能夠有效減少水資源的浪費，提高作物生產效率，保障作物生產質量。目前我國已經發展了包括智能化節水灌溉系統、智能化溫室控制系統在內的多個智能化設施系統，它們能夠實時監測土壤含水量與環境溫度，并根據檢測結果按照作物需水特性實現適時、按需精確灌溉，合理控溫，最終實現節約資源、高效生產的目的[2]。將無土栽培技術與智能化系統相結合，能夠在實現農作物優質高產的同時，保證生產的高效化、智能化，節約人力資源和社會資源。

　　1智能化系統在溫室中的應用現狀

　　隨著農業生產技術的不斷發展，溫室的智能化水平不斷提高。近幾年來，我國智能化溫室、智慧植物工廠的使用面積也正在一步步擴大[3]。盡管我國在環境智能化控制、無土栽培技術、物聯網技術等方面取得了一定的成效，但與擁有高標準化、專業化、自動化設施的發達相比，我國的智能化系統還存在一定的不足[4]。一般來說，智能化溫室的成本相對較高，并且在使用過程中也需要投入大量的資金，所以現存的智能化溫室的用戶一般都是一些大型企業，暫時沒有得到廣泛應用[5-7]。

　　2智能化控制系統在無土栽培上的應用要點

　　我國發展無土栽培技術起步較晚，但是近年來我國的無土栽培應用范圍越來越廣泛。無土栽培技術不需要土壤，是一項重大的技術突破。與此同時，隨著智能化技術的不斷完善，先進設施以及新型無土栽培基質得到了更廣泛的應用，無土栽培技術已經基本實現利用智能化管理系統進行調控，即根據不同作物的生長發育需求進行溫、光、水、肥、氣等因素的自動調節與控制?？梢灶A測，在不遠的將來，無土栽培會成為智能化溫室主要的栽培方式之一。智能控制系統，也稱智能自動化系統。在作物生產應用過程中，人們只需要根據無土栽培植物對于環境的要求，提前錄入作物生長所需的數據指標，如溫度、濕度、pH值、二氧化碳濃度以及光照等。然后將數據指標反饋到連接的各部分管理系統，最后利用管理系統對設施內的環境進行智能化感應和調控[8-12]在運行過程中，智能化控制系統可以對環境中的不利因素進行提前感知，一旦檢測到有害成分或者不利因素，系統可以及時地向外部發出警告，并自身進行相應調整以應對有害變化。

　　智能控制系統，也稱智能自動化系統。在作物生產應用過程中，人們只需要根據無土栽培植物對于環境的要求，提前錄入作物生長所需的數據指標，如溫度、濕度、pH值、二氧化碳濃度以及光照等。然后將數據指標反饋到連接的各部分管理系統，最后利用管理系統對設施內的環境進行智能化感應和調控[8-12]在運行過程中，智能化控制系統可以對環境中的不利因素進行提前感知，一旦檢測到有害成分或者不利因素，系統可以及時地向外部發出警告，并自身進行相應調整以應對有害變化。

　　另外，在基質栽培作物的過程中，基質和環境中的一些成分也可能會互相反應產生不利于植物生長的有害因子。這個時候，操作人員可以通過系統設置一個最高區域值。當檢測指標超過最高區域值時，自動化系統就會開始工作，適當降低有害因子成分[13]。目前自動化系統能夠清除的有害因子種類有限，部分有害因子無法清除，但是可以被檢測到。當檢測到無法自動清除的有害因子時，自動化系統仍然會給出警報，然后再進行人工調節。通過自動化和人工的配合，能夠更有效降低和避免有害因子對植物生長的迫害。光照影響種子的萌發、物質積累以及植株的生長發育，對作物生產起著至關重要的作用。對于光照的調節，可以采用溫室植物LED的三維智能輔助混合照明[14]，使用該系統時需要提前設置一個光照范圍，最終達到“強遮弱補”的效果。另外，在應用過程中，人們發現智能化溫室無土栽培對于植物病害的防治也有一定的成效。大多數植物病蟲害的傳播均與土壤條件、溫濕度、氣候條件有關，而智能自動化系統調控的無土栽培生產方式，改變了病蟲害的生存發生條件，極大程度地減少了病蟲害的產生與傳播。

　　3無土栽培智能化的優缺點

　　首先，無土栽培技術告別了土壤條件的限制，使得植物可以在任何地方生長，節約了土壤面積，也為其他資源利用提供了一定的可能性。而且通過架空等方式能夠為植物的生長提供更多的空間，使得在特定的空間范圍內能夠生產更多的作物[15]。其次，相對于人工土壤栽培技術而言，智能化、自動化技術不僅大大減少了勞動力的使用，還有著較人工管理更為標準化、精確化的管理系統，這些優點大大提高了無土栽培作物的產量與質量。因此，智能無土栽培系統遠遠優于傳統土壤栽培，能夠有選擇地避免傳統土壤栽培的弊端。在使用智能無土栽培系統時，應采用更快速、有效的方式去繼承傳統土壤栽培的優點，彌補土壤栽培的不足，使智能無土栽培實現土壤栽培無法實現的效果[16]。設施栽培的智能化應用產生了更高效率的生產和更高質量的產品，隨之而來的還有其他資源的更大消耗。智能溫室系統是一個十分復雜的熱力系統，其運行需要外界持續提供能源加以維持支撐。因為智能系統需要隨時監控植物的生長狀態，所以它需要持續不斷地運行，長時間的運行也造成了能源的大量消耗。

　　其次，相較于土壤作物而言，無土栽培作物尚未經過不利因素的系統鍛煉，智能化溫室內極其細微的溫度、水分等環境條件的變化都可能會直接影響作物的生長發育。此外，智能化控制系統的成本高昂也是一個突出的問題。正因此，目前我國只有一些大型企業才有能力規?；褂弥悄芸刂葡到y，承擔其運營成本。我國智能化控制系統的規?；瘧眠€需要一段時間。最后，智能化控制系統對操作的人員也有一定的高要求。操作者需要熟悉掌握控制系統各方面的理論知識和實際操作，保證系統的穩定正確運行，若操作不當，可能會帶來無法彌補的損失。

　　4我國無土栽培智能化技術的發展前景

　　我國無土栽培技術發展相對較晚，目前大部分技術都還處于初級階段。對于無土栽培而言，最重要的因素是其采用的栽培基質種類。栽培基質的種類、質量優劣將直接影響植物生長的好壞。我國對于栽培基質的研究還處于入門階段，目前的栽培基質應用包括利用巖棉基質進行菊花水培[17]、利用椰灰性質[18]研究新型無土栽培基質等等。隨著我國科技能力的快速上升，對農業發展的重視程度越來越高。無土栽培技術的自動化程序必定能夠得到質的提升，無土栽培技術創造的經濟效益價值占據的比重也會越來越高，作為一種高效率、高收益、高質量生產的生產系統，無土栽培智能化蘊藏著巨大的發展前景，其在未來必然會進一步成熟，得到廣泛的應用。

　　5結語

　　設施栽培產業具有投入高、產量高、資金和技術要求高、勞動力密集等特點。它通過建立人工設施的方法，以期擺脫自然因素限制。大力發展設施栽培技術，替代傳統栽培農業，是實現新型農業的工廠化、現代化以及綠色環保、安全無毒生產的必要手段。與此同時，這還是農產品打破傳統農業的季節性限制、在反向季節銷售農產品以及進一步滿足多層次和多樣化的消費需求的有效舉措。進一步來說，作為一個新起之秀，我國在實現設施栽培的標準化、智能化、自動化道路的過程中，擁有著無限大的潛力。無論是無土栽培技術還是溫室智能化技術，都將成為未來設施栽培發展的熱門方向。

　　參考文獻：

　　[1]賈薇,徐曉輝,宋濤,等.基于WiFi的智能溫室移動控制終端系統設計[J].農機化學報,2015,36(05):87-89+107.

　　[2]陳巧莉.智能化設施農業節水灌溉控制系統研究[D].南京理工大學,2004.

　　[3]朱芳冰,史春雨.智能化溫室的發展現狀及趨勢[J].現代化農業,2008(12):38-39.

　　[4]李娜,孔德志.智能化溫室控制的現狀與發展趨勢[J].科技視界,2016(4):228.

　　[5]李東星,周增產,余連海,等.智慧溫室發展現狀及趨勢探討[J].蔬菜,2019(5):13-17.

　　[6]張真和,李建偉.我國設施園藝的發展態勢及問題探討[J].蔬菜,1999(3):1-4

　　李笑眉，鄧利園