智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)管理在果蔬種植中的應(yīng)用

笪海波

摘要 智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)了從傳統(tǒng)粗放的種植育苗管理方式向現(xiàn)代智能化、科學(xué)化、精準(zhǔn)管理方式的轉(zhuǎn)變，節(jié)省了大量的勞動力成本和電力成本，縮短了農(nóng)作物生長周期，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。本文以鹽城市大豐區(qū)為例，介紹了智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用效益，并分析了種植業(yè)智能化發(fā)展存在的問題，以期為智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)管理在果蔬種植中的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)特點(diǎn)；應(yīng)用效益；果蔬種植；江蘇鹽城；大豐區(qū)

中圖分類號 TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）20-0099-01

1 鹽城市大豐區(qū)果蔬種植概況

鹽城市大豐區(qū)位于江蘇省東部，耕地面積13.06萬hm2，人均占有耕地面積0.18 hm2。區(qū)內(nèi)物產(chǎn)豐富，品種繁多，是全國糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣（區(qū)）、全國有機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證示范創(chuàng)建區(qū)、全國園藝出口示范區(qū)，常年產(chǎn)糧食約93萬t、水果7萬t、蠶繭1 200 t，生豬飼養(yǎng)量190萬頭，水產(chǎn)品產(chǎn)量18萬t。2018年大豐區(qū)蔬菜播種面積6.30萬公頃次，西瓜面積0.71萬公頃次，甜瓜面積0.11萬公頃次，設(shè)施蔬菜面積1.045萬hm2，其中小棚面積0.25萬hm2，大中棚面積0.78萬hm2，日光溫室大棚面積0.005萬hm2，露地噴滴灌等其他設(shè)施面積共0.010萬hm2。大豐區(qū)東臨黃海，屬沿海沖積平原，地處亞熱帶與溫暖帶過渡地帶，適宜喜溫作物生長，熟土層15～20 cm，地下含鹽量高，適宜發(fā)展鋼架大棚。

大田種植領(lǐng)域，稻米、蔬菜、水果等不同品類上均有智能化應(yīng)用。草廟鎮(zhèn)的川鹿現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園、鹽城艾倫特家庭農(nóng)場、三元家庭農(nóng)場等基地的智能化集中育秧設(shè)備應(yīng)用面積達(dá)到幾千畝，通過溫度、濕度、光照、二氧化碳等成分的監(jiān)測精準(zhǔn)調(diào)控育種環(huán)境，為農(nóng)民提供高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)秧苗。豐收大地種業(yè)有限公司主要從事園藝作物的育種、工廠化育苗、組織培養(yǎng)和設(shè)施有機(jī)栽培的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。公司擁有大型現(xiàn)代育苗工廠，主要從事蔬菜工廠化育苗，為全國各地提供優(yōu)質(zhì)蔬菜、西瓜、甜瓜種苗，促進(jìn)地區(qū)現(xiàn)代設(shè)施園藝的發(fā)展；擁有2萬m2的玻璃智能溫室、5萬m2的聯(lián)棟育苗溫室；年生產(chǎn)種苗量可達(dá)到2億株以上、嫁接苗100萬株。公司建有現(xiàn)代化試管苗工廠，引進(jìn)了世界上最先進(jìn)的脫毒苗及快繁（克隆）技術(shù)和經(jīng)營理念，大規(guī)模生產(chǎn)草莓、生姜、馬鈴薯、鐵皮石斛、黑枸杞等優(yōu)質(zhì)試管苗，推動無性繁殖作物的品種升級換代；該公司一直秉承農(nóng)業(yè)工業(yè)化的理念，堅持走科技創(chuàng)新和模式創(chuàng)新的道路，在現(xiàn)代種業(yè)的3個領(lǐng)域（新品種研發(fā)、克隆苗生產(chǎn)、工廠化育苗）充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，在設(shè)施園藝高端種業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈中確立了自己的優(yōu)勢地位。

2 智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)

根據(jù)農(nóng)作物種植特點(diǎn)，應(yīng)用系統(tǒng)主要圍繞提供適合農(nóng)作物生長的環(huán)境條件，基于現(xiàn)有成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用空氣溫度、濕度、光照度、二氧化碳、土壤溫濕度等傳感器采集的數(shù)據(jù)實現(xiàn)相關(guān)控制。

（1）利用空氣溫濕度傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)實時控制溫室大棚的開窗程度，確保溫濕度在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)。

（2）利用光照度傳感器采集的數(shù)據(jù)實時啟動補(bǔ)光系統(tǒng)（冬天、春天陰雨天氣），或?qū)崟r覆蓋遮陽網(wǎng)（夏天），當(dāng)光照強(qiáng)度明顯偏低、二氧化碳濃度滿足光合條件時，自動開啟植物生長補(bǔ)光燈（二期建設(shè)）。

（3）利用土壤溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)大棚內(nèi)溫度高于設(shè)定的閾值時卷膜機(jī)收膜自然降溫，當(dāng)大棚內(nèi)溫度低于設(shè)定的閾值時卷膜機(jī)放膜（二期建設(shè)）；調(diào)節(jié)大堋內(nèi)濕度至果蔬生長最佳濕度，實時啟動噴水車，當(dāng)土壤濕度達(dá)到設(shè)定的閥值時，噴水車自動停止噴水[1-2]。

（4）視頻圖像傳感器通過數(shù)據(jù)傳輸與存儲，實時記錄幼苗出芽生長全過程，預(yù)警病情、蟲情、苗情，并可遠(yuǎn)程專家會診等。

（5）有機(jī)稻米種植大戶運(yùn)用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統(tǒng)，可及時記錄農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程及使用的肥料、藥劑、加工過程、日期、儲存環(huán)境、供應(yīng)商環(huán)節(jié)等相關(guān)信息，用戶通過掃描二維碼就能對農(nóng)產(chǎn)品信息一清二楚。

3 智能大棚、溫室大棚和露天、一般大棚的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 智能大棚與溫室大棚

優(yōu)點(diǎn)：冬季保溫抗寒冷、保溫性能最好，夏季遮蔭耐高溫，產(chǎn)量高于單體鋼架大棚和露地蔬菜，可保證蔬菜周年生產(chǎn)，抵抗自然災(zāi)害的性能較強(qiáng)。以青椒為例，全年可移栽2次，產(chǎn)量可達(dá)150～225 t/hm2，皮嫩、肉脆，口感好。

缺點(diǎn)：溫室大棚成本高，建設(shè)成本高達(dá)135萬元/hm2，一般菜農(nóng)沒有投資能力；智能溫室大棚投資更大，建設(shè)成本達(dá)225萬～750萬元/hm2，一般用于休閑觀光、花卉、育苗或示范園區(qū)，且因設(shè)施不可移動，次生鹽漬化、病菌基數(shù)積累、作物的自毒作用等連作障礙防控壓力大，造成蔬菜難以生長，損失巨大[3]。

3.2 露天或一般鋼架大棚

優(yōu)點(diǎn)：造價低，成本在5.25萬元/hm2左右，適宜春提早或秋延后蔬菜生產(chǎn)，便于拆卸移動，利于與水稻等作物輪作，利于控制土壤連作障礙。

缺點(diǎn)：保溫性能較差，水分容易滲透，春季多陰雨天氣，易造成蕾鈴脫落、裂果、病害發(fā)生重等現(xiàn)象。以青椒為例，露地青椒產(chǎn)量45～75 t/hm2，雨水多的年份疫病發(fā)生嚴(yán)重，可致絕收；夏季強(qiáng)光高溫，容易造成高溫生理性缺鈣，果形變小，產(chǎn)量變低，皮硬，口感較差，售價低，受價格波動影響大，造成年度間生產(chǎn)面積大起大落。

4 種植業(yè)智能化發(fā)展存在的問題

一是種植業(yè)的智能化發(fā)展緩慢。當(dāng)前大豐區(qū)蔬菜產(chǎn)品附加值較低，投入產(chǎn)出比不高。相較于智能農(nóng)業(yè)設(shè)備較高的一次性投入，農(nóng)民沒有更多的資金促進(jìn)智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使種植業(yè)的智能化發(fā)展緩慢。二是智能農(nóng)業(yè)缺乏綜合性平臺。不同企業(yè)采用的傳感器、監(jiān)測、自動控制設(shè)備品牌繁多，不同時期投入的設(shè)備后臺控制系統(tǒng)難以兼容，在實際運(yùn)用中需要耗費(fèi)更多人力協(xié)調(diào)[4]。三是經(jīng)費(fèi)投入不足。種植、養(yǎng)殖大戶擔(dān)心投入產(chǎn)出比不高，且智能農(nóng)業(yè)設(shè)備投資花費(fèi)巨大，因而不愿斥資，出現(xiàn)經(jīng)費(fèi)投入不足的問題。

5 結(jié)語

近2年，大豐區(qū)陸續(xù)出臺了《關(guān)于落實發(fā)展新理念深入實施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化工程促進(jìn)農(nóng)民持續(xù)增收的政策意見》《關(guān)于聚焦富民促進(jìn)城鄉(xiāng)居民增收的十條政策意見》等文件，極大地促進(jìn)了該區(qū)智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對在該區(qū)投資新建自動化智能農(nóng)業(yè)項目的企業(yè)給予獎補(bǔ)；加大智能農(nóng)業(yè)典型案例宣傳，通過已建成的智能點(diǎn)收益情況讓企業(yè)、農(nóng)場主等看到智能化設(shè)備投入帶來的顯著效益，用現(xiàn)實案例推動智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展；著重加強(qiáng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，加快應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化水平，在設(shè)施園藝高端種業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈中確立自己的優(yōu)勢地位，為大豐乃至江蘇的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 馬鑫堃，衛(wèi)雅娜.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018，8（8）：101-103.

[2] 李想，李松.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)模型研究[J].信息系統(tǒng)工程，2018（7）：121.

[3] 韓毅，許春雨，宋建成，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].北方園藝，2016（9）：207-210.

[4] 覃夢甜.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)運(yùn)用[D].武漢：武漢輕工大學(xué)，2014.