智慧農(nóng)業(yè)在西紅柿生產(chǎn)中的應(yīng)用.pdf

栽培技術(shù) Cultivation Mangement 中國(guó)果菜 China Fruit tomato greenhouse design pest control applied research 收稿日期 2020 01 20 作者簡(jiǎn)介 馬為勇 1970 男 副高級(jí)農(nóng)藝師 主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣方面工作 設(shè)施栽培是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的典型方式 設(shè)施蔬菜 收成直接影響著菜農(nóng)的生活水平 3 但近年來(lái)設(shè)施內(nèi)蔬 菜病蟲害頻發(fā) 如何將智慧農(nóng)業(yè)更好地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 及蔬菜病蟲害防治上是當(dāng)前設(shè)施生產(chǎn)上亟需解決的問(wèn)題 之一 1 西紅柿是常見的經(jīng)濟(jì)作物 多年來(lái)受到種植戶 和消費(fèi)者的青睞 4 西紅柿設(shè)施栽培已發(fā)展多年 技術(shù)上 相對(duì)較為成熟 但近幾年由于環(huán)境變化 管理方法不當(dāng)?shù)?原因 病蟲害發(fā)生嚴(yán)重 造成西紅柿產(chǎn)量與品質(zhì)不斷下 降 嚴(yán)重影響了種植戶的收入 也不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā) 展 為解決上述問(wèn)題 大量生物 化學(xué) 物理防治措施被提 出并應(yīng)用 但智慧農(nóng)業(yè)解決上述技術(shù)問(wèn)題的應(yīng)用研究較 少 本文以西紅柿為主要研究對(duì)象 對(duì)于目前的具體情況 進(jìn)行了深入分析 得出了有效的解決方案 以提高設(shè)施栽 培的生產(chǎn)效益 1 智慧農(nóng)業(yè)概要及關(guān)鍵技術(shù) 1 1 智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵 智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)中的智慧經(jīng)濟(jì) 或智慧經(jīng)濟(jì)形態(tài)在 農(nóng)業(yè)中的具體表現(xiàn) 從技術(shù)層次上分析 智慧農(nóng)業(yè)分別 包含感知層 應(yīng)用層及傳輸層 首先感知層是通過(guò)傳感 器的輻射及識(shí)別技術(shù) DIS 定位技術(shù) GPS 地理信息技 術(shù) RS遙感系統(tǒng) 精準(zhǔn)地對(duì)農(nóng)作物的相關(guān)信息進(jìn)行快速 和大量的采集 傳輸層是通過(guò)無(wú)線感應(yīng)系統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng) 各 種移動(dòng)通訊系統(tǒng)將大量的信息進(jìn)行有效匯總 應(yīng)用層則 是通過(guò)云計(jì)算將搜集的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理 得到 相關(guān)的智能決策和自動(dòng)化應(yīng)用等 1 2 智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵措施及作用 智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)有環(huán)境監(jiān)測(cè) 通信系統(tǒng) 設(shè)備系統(tǒng) 視頻監(jiān)測(cè)及其他相關(guān)應(yīng)用管理系統(tǒng) 環(huán)境監(jiān) 測(cè)主要是監(jiān)測(cè)西紅柿生產(chǎn)中的土壤濕度 太陽(yáng)能光照 空 氣含量指標(biāo)等 通信系統(tǒng)主要是互聯(lián)網(wǎng) 路由器 無(wú)線網(wǎng) 等 設(shè)備系統(tǒng)主要是通風(fēng)系統(tǒng) 加濕系統(tǒng) 無(wú)線智能系統(tǒng) 等 視頻監(jiān)測(cè)主要是電腦 平板 各種智能客戶端等 而相 關(guān)應(yīng)用管理系統(tǒng)則主要有智能感應(yīng) 智能預(yù)警 智能數(shù)據(jù) 獲取 智能分析等 智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 讓 種植戶體會(huì)到了運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)帶來(lái)的效益 從而主動(dòng)選 擇適合自身農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化系統(tǒng) 有助于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量 的提高和種植戶收益的增加 在西紅柿園中 智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了西紅柿 生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和人工遠(yuǎn)程精準(zhǔn)田間管理 實(shí)時(shí)收集設(shè)施 中作物成長(zhǎng)中的環(huán)境數(shù)據(jù) 并進(jìn)行智能管理 依照西紅柿 成長(zhǎng)的需求對(duì)栽培基地的溫濕度 二氧化碳濃度 光照強(qiáng) 度等進(jìn)行調(diào)控 因此 從根本上講 智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)中主要有三大作用 即感知 傳輸和控制 使用智慧 農(nóng)業(yè)技術(shù)可以對(duì)西紅柿的灌溉情況 土壤空氣的變更 大 面積的地表檢測(cè)進(jìn)行監(jiān)視 同時(shí)通過(guò)對(duì)各種影響西紅柿 生產(chǎn)關(guān)鍵指標(biāo)的采集 科學(xué)地預(yù)測(cè)災(zāi)害 提高農(nóng)業(yè)的綜合 效益 5 如溫度 濕度 風(fēng)力 降雨量 或土壤有機(jī)質(zhì) pH 值 氮 磷 鉀等數(shù)值 都將被記錄在案 2 智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在西紅柿生產(chǎn)中的應(yīng)用 2 1 調(diào)節(jié)西紅柿的生長(zhǎng) 智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用于西紅柿的設(shè)施栽培中 利用物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 顛覆了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕種方式 所有軟硬件設(shè)施都圍 繞西紅柿植株的生長(zhǎng)需求而設(shè)計(jì) 像工廠流水線一樣生 產(chǎn)番茄 采用全自動(dòng)化設(shè)施 設(shè)施內(nèi)設(shè)有多個(gè)傳感器 負(fù) 責(zé)收集溫濕度 土壤水分 二氧化碳等各種數(shù)據(jù) 并傳輸 到控制室電腦系統(tǒng)中 對(duì)比此前人工預(yù)設(shè)的植物最佳生 長(zhǎng)參數(shù) 智能溫室控制系統(tǒng)就能自動(dòng)控制幕布啟閉 噴霧 系統(tǒng)開關(guān)等 從而調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的溫 光 水 氣等 保證西 紅柿始終處于最佳的生長(zhǎng)狀態(tài) 6 2 2 智能監(jiān)控大棚環(huán)境 智能監(jiān)控是在通過(guò)監(jiān)測(cè)得到關(guān)于西紅柿生長(zhǎng)的一系 列大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 利用軟件的分析和相應(yīng)的云儲(chǔ)存 得 到最為直觀的圖表和曲線趨勢(shì) 7 8 根據(jù)對(duì)以上各種指標(biāo) 的反饋 對(duì)設(shè)施進(jìn)行全自動(dòng)的調(diào)控 包括西紅柿在各個(gè)生 長(zhǎng)階段的需水量 基礎(chǔ)肥料的使用量和追肥的使用量 在智慧技術(shù)下的設(shè)施生產(chǎn)中 智能監(jiān)測(cè)主要是通過(guò) 設(shè)備上的無(wú)線探測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)周圍環(huán)境 如濕度 水分 空氣 濕度及溫度 光照強(qiáng)度及西紅柿本身的營(yíng)養(yǎng)含量 病蟲害 預(yù)測(cè)等進(jìn)行有效地信息收集 9 在西紅柿生長(zhǎng)初期 保證 大棚室內(nèi)溫度在23 28 通過(guò)智能化的監(jiān)測(cè) 可以有效 控制大棚溫度 促進(jìn)西紅柿苗期的生長(zhǎng) 一般情況下有機(jī) 肥與園土的比例為4 6 經(jīng)過(guò)智能測(cè)算 可以更好地為當(dāng) 地的土壤及西紅柿本身所需的營(yíng)養(yǎng)量進(jìn)行科學(xué)施肥 避 免肥料使用過(guò)多而導(dǎo)致的土壤富營(yíng)養(yǎng)化 在保證西紅柿 苗生長(zhǎng)的同時(shí) 也要保證幼苗的抗逆性 一般情況下保持 大棚白天溫度在22 以上 夜間在12 以上 可以有效 栽培技術(shù) 馬為勇 智慧農(nóng)業(yè)在西紅柿生產(chǎn)中的應(yīng)用 107 提高幼苗抗逆性 在保障室內(nèi)溫度有所控制的同時(shí) 監(jiān)測(cè) 土壤水分含量 室內(nèi)空氣濕度 設(shè)施內(nèi)可見光光量 這些 指標(biāo)不宜過(guò)高也不宜過(guò)低 保證其在西紅柿適用范圍之 內(nèi) 當(dāng)各種指標(biāo)超過(guò)預(yù)定值或者低于預(yù)定值時(shí) 會(huì)有聲 音警報(bào)和短信警報(bào) 2 3 控制病蟲害的發(fā)生 智能化的管理可以將大棚溫度 空氣濕度 土壤濕度 等自然指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析 病蟲害的發(fā)生與這些指標(biāo)有 著直接關(guān)系 如可將大棚溫度控制在23 25 土壤濕度 控制在90 以下 50 以上 這樣能有效防止灰霉病 早 疫病 晚疫病 葉霉病的發(fā)生 10 依托于智慧農(nóng)業(yè)的監(jiān)控 技術(shù) 可以定期根據(jù)數(shù)據(jù)噴施農(nóng)藥 并保證設(shè)施內(nèi)處于干 濕適中的環(huán)境條件 觀察西紅柿生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期 對(duì)于 較典型的生長(zhǎng)形態(tài)進(jìn)行照片拍攝 在收獲時(shí)作為最有利 的實(shí)踐基礎(chǔ)進(jìn)一步分析各個(gè)生長(zhǎng)階段西紅柿的生長(zhǎng)態(tài) 勢(shì) 營(yíng)養(yǎng)水平及有無(wú)病蟲害 為種植戶提供理論上的支持 此外 不同生育期的西紅柿都有相應(yīng)的吸水條件和 生理性能 如西紅柿處于苗期時(shí) 時(shí)常會(huì)發(fā)生猝倒病 該 項(xiàng)一般通過(guò)灌溉 農(nóng)具 帶病菌的肥料進(jìn)行傳播 土壤在 15 16 時(shí)是病菌容易傳播的溫度 同時(shí)在進(jìn)行監(jiān)控及 記錄時(shí) 對(duì)土壤溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 保證土壤恒溫的同時(shí) 盡可能地控制溫度避開病菌繁殖所需溫度 在檢測(cè)過(guò)程 時(shí) 注意肥料的滅菌處理 這樣能有效減少西紅柿在苗期 的病害的發(fā)生 2 4 西紅柿產(chǎn)品的質(zhì)量追溯 依托于智慧農(nóng)業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品追溯 每一個(gè)西紅柿在出 售之前 都有自身獨(dú)一無(wú)二的二維碼 保證在西紅柿生長(zhǎng) 過(guò)程中每一個(gè)信息源的準(zhǔn)確性 真正實(shí)現(xiàn)對(duì)西紅柿的信 息化管理及互聯(lián)網(wǎng)使用 也保證了西紅柿的生產(chǎn)及生長(zhǎng) 檔案的準(zhǔn)確性 通過(guò)對(duì)二維碼和條形碼的打印 能夠有 效展示西紅柿的產(chǎn)地環(huán)境 生產(chǎn)流程及品質(zhì)監(jiān)管 11 如在 現(xiàn)有的西紅柿出售時(shí) 會(huì)貼有二維碼 顧客可以通過(guò)掃描 二維碼了解西紅柿從苗期到出售 每個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)均十 分清晰 包括種植地的地理信息 每個(gè)時(shí)期的圖片展示及 有無(wú)病蟲害等 2 5 電商平臺(tái)的銷售 依附于智慧農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)出的西紅柿在商務(wù)平臺(tái)上進(jìn) 行銷售 利用免費(fèi)的交易平臺(tái) 既能保證商務(wù)的安全性 也能保證西紅柿及生產(chǎn)過(guò)程的可靠性 在此基礎(chǔ)上也可 以給種植戶提供相應(yīng)的西紅柿銷售指導(dǎo)和種植指導(dǎo) 12 目前已有較多的網(wǎng)購(gòu)平臺(tái)已經(jīng)有這樣的功能 在收到西 紅柿后 如果發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題可以通過(guò)平臺(tái)及時(shí)反映 提高 服務(wù)質(zhì)量 使顧客滿意 也可通過(guò)這種方式讓客戶有更好 的購(gòu)買體驗(yàn) 參考文獻(xiàn) 1 占勇 智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在蔬菜大棚設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 J 規(guī)劃與設(shè) 計(jì) 2018 10 97 2 喬志文 王金平 楊柏剛 等 溫室西紅柿的病害防治 J 農(nóng) 民致富之友 2012 3 36 3 楊細(xì)蘭 王菲 李選才 等 宜春市智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的幾個(gè)路 徑 J 江西農(nóng)業(yè) 2016 23 30 31 4 孫國(guó)坤 許衛(wèi)東 吳海榕 等 小惠番茄品種特性及栽培技 術(shù) J 中國(guó)果菜 2019 39 2 76 78 5 謝秀明 沈虹 孫錦 等 番茄青枯病綜合防治研究進(jìn)展 J 中國(guó)果菜 2018 38 11 63 67 6 嚴(yán)璋鵬 彭程 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)實(shí)施方案研究 J 西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào) 2013 4 105 108 7 頓文濤 趙玉成 袁帥 等 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展與 應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息 2014 12 9 12 8 王虎 陳維榕 孫長(zhǎng)青 等 物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究 J 農(nóng) 技服務(wù) 2016 15 129 179 9 楊細(xì)蘭 王菲 李選才 宜春市智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)的幾個(gè)路徑 J 江西農(nóng)業(yè) 2016 23 30 31 10 施連敏 陳志峰 蓋之華 物聯(lián)網(wǎng)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 J 農(nóng)機(jī)化研究 2013 6 250 252 11 葛付偉 毛建新 基于NRF905的智能農(nóng)業(yè)無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè) 計(jì) J 消費(fèi)電子 2014 4 105 106 12 頓文濤 趙玉成 朱偉 等 物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 J 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息 2013 12 5 8 栽培技術(shù)中國(guó)果菜108