基于智慧農業的馬鈴薯優質高產栽培技術研究

劉尼尼

（青島西海岸新區農業農村局，山東青島 266400）

0 引言

馬鈴薯屬于國內第三大糧食作物，擁有悠久的種植歷史，具有耐旱耐瘠、適應性廣等種植優勢，為國內糧食產量提升做出重大貢獻。在馬鈴薯栽培技術方面，我國與發達國家仍存在差異，如何通過技術升級促進馬鈴薯產量進一步提升，成為當前有待解決的重要問題之一。隨著信息技術在農業領域的廣泛應用，智慧農業誕生，可將物聯網技術應用到傳統農業中，依靠傳感器和移動平臺進行農業生產控制，實現無人化、自動化、智能化管理和決策。

1 馬鈴薯栽培種植存在的問題

1.1 智慧種植觀念薄弱

因國內馬鈴薯種植以農戶為主，種植面積較為分散，規模化較低，農戶在種植栽培期間更傾向于傳統生產模式，智慧種植觀念薄弱，對物聯網、智能設備等學習興趣較低，尤其是落后地區的農民，傳統生產意識根深蒂固，要想轉變十分困難，導致大多數農戶對機械化生產認知不足，缺乏智慧種植觀念，加上馬鈴薯栽培期間受經濟、地質環境等因素的制約，對機械設備、監測設備的購買力不強，成為制約智慧農業推廣的重要因素之一。

1.2 機械化技術水平較低

與發達國家相比，國內馬鈴薯種植起步較晚，種植技術較為落后。當前，國內馬鈴薯種植機械化的研究以中小型挖掘設備為主，大型聯合收割機依賴于進口，此種現象不利于國內馬鈴薯機械化生產水平提升。同時，我國土地面積廣闊，土地類型多樣，對馬鈴薯機械化的要求也有所區別。例如，北方和中部平原地區，因地勢較為平坦開闊，適宜馬鈴薯機械化生產，機械化水平相對較高。但對于部分山區，因地勢起伏較大，對機械技術要求較高，僅適用于小型機械化生產，但因國內馬鈴薯中小型種植設備功能不夠完全，技術不夠成熟，導致此類地區機械化水平較低，進而影響了智慧農業的開展。

2 智慧農業背景下馬鈴薯栽培技術要點

智能裝備水平提升對農業生產機械化具有促進作用，還可為智慧農業發展提供良好契機，便于農產品的生產、運輸和存儲，使產品質量得到切實保障。在智慧農業基礎上，應充分發揮智能裝備、先進技術的優勢，把握作物選地、品種選擇、切塊、種植和田間管理等環節的應用要點，達到優質高產的目標。

2.1 種植區域選擇

當前智慧農業的誕生使農業人員對馬鈴薯種植選地給予高度重視，依靠智能檢測設備可對目標土地的水分、土壤肥力、有機物類別等方面進行精準檢測，篩選出滿足馬鈴薯種植要求的土地，由此增強作物品質、提高產量。在土壤酸堿性選擇中，馬鈴薯喜酸，適宜種植在微酸性土壤中，如若種植在堿性土壤中，則會為病菌繁殖提供有利環境，增加馬鈴薯瘡痂病的發生率，影響作物品質。同時，還應選擇松散、通氣性良好的土壤，如若土壤過于密實，會增加塊莖表面壓力，限制作物的生長，且松散土壤便于排灌，促使水分和肥料滲入到土壤內部，浸透整個作物，保證馬鈴薯生長的養分需求。

2.2 作物品種選擇與切塊

在智慧農業背景下，農業人員應密切關注市場動態，了解馬鈴薯種子流通品類的變化，從中選出最適宜當地土壤種植，且抗逆性較強、品質和產量較高的品種，從根本上促進作物栽培產量提升。通過智慧農業平臺，可將不同類型馬鈴薯品類信息存儲到農業數據庫中，便于從業者通過數據庫掌握當前市場中此類作物的品類特征，設置相應的條件，從而篩選出最符合自身需求的馬鈴薯品類。為了提高馬鈴薯產量，還應對所選品種進行催芽處理，具體措施為：種植者將爛薯、病薯、畸形薯等非優質種子的塊莖淘汰，利用厚度為3～4層的沙土分層隔離剩余塊莖，將內控環境溫度控制約為20℃，定期潤濕處理，經過10天左右便會萌芽，此時管理者可將其浸入赤霉素液或者高錳酸鉀溶液內，保持20 min，便可提高催芽效果。為了提高馬鈴薯品質，種植者應挑選出優質塊莖進行切塊處理，先要對切塊場地和工具徹底消毒，以免病原菌附著在種薯上過冬。在切刀切入帶有病原菌的塊莖時，上面的細菌會轉移到切刀上，如若未能進行二次刀具消毒，細菌便可經過切刀對各個切塊進行感染。對此，種植者應準備3把切刀，浸泡在消毒液中輪番使用，避免病原菌借助切刀傳播。在切塊時，從頂芽中心點縱向切入，一分為二后再進行分切，成品應大小均勻、重量超過30 g。為了避免地下病蟲害，種植者還應將草木灰撒在切好的塊莖上攪拌，使塊莖表面被包裹，此舉不但可預防蟲害，還可起到種肥的功效。

2.3 作物種植

在種植密度方面，作物種植密度和產量的聯系曲線為“U”型，如若密度過大或者過小均很難保障作物品質和產量。在智慧農業模式下，農業從業者應根據馬鈴薯品種、栽培方式、土壤肥力等信息，計算出最為合適的種植密度，確保每個植株都能夠充分吸收養分，達到提高產量的目標。在播種時間方面，馬鈴薯種植沒有固定的時間限制，需要農民自行控制，如若播種過早，因環境溫度難以滿足作物生長條件，容易產生凍害；如若種植過晚，高溫和長期日光照射也會影響苗株生長。根據大量種植經驗可知，馬鈴薯最佳生產溫度在15～25℃。對此，農業人員可根據當地氣候決定是否播種。在機械化種植中，可根據農民需求選擇馬鈴薯播種機，如2BN-2型搭配11 kW小四輪拖拉機，可在種植時完成兩行播種，提高作物種植效率。在機械化栽培技術應用中，還可靈活調整馬鈴薯種植深度，最佳深度為20 cm、壟高可調節到10 cm，株距應保持在25 cm左右，實現現代化種植目標。

2.4 田間管理

2.4.1 在生長環境管理方面，為保障種薯的存活和品質，應對培育基地環境進行監控管理，引進智慧農業云平臺，改變傳統種植模式，憑借大數據、物聯網等先進技術進行種薯培育，為其營造最佳生長環境，提高種薯品質，具體措施如下：

在種薯基地設置物聯網設備，現場光照、空氣溫度、濕度、風速、土壤溫濕度等指標均可在手機APP上清楚顯示出來，數據每隔10 s更新一次，保證時效性；云平臺還支持自動調控，此種薯喜冷涼，在溫度達到設定的最高值后便會發出警報，提醒管理者降溫處理或者自動開啟降溫裝置，使作物生長環境始終適宜，加快生長發育；基地在不同角度安裝了高清攝像頭，管理者可通過移動平臺實時掌握種薯地里動向，監測生長狀態，有助于種薯精細培育。

2.4.2 在病蟲害防治方面，馬鈴薯生長期間也會受到病蟲害的侵擾，農業人員應密切關注作物生長狀況，針對病蟲害問題及時采取預防、處理措施，以免作物品質受到影響。例如，在炭疽病發生后會對馬鈴薯原體造成侵害，在植株葉片上產生赤褐色斑點，在病情逐漸加劇下，斑點逐漸擴大，最終將整個葉片變成灰褐色，使植株的光合作用受到嚴重破壞。在發病之前，種植人員可先用甲基托布津可濕藥液浸泡種子，降低病害發生率。如若病害已經發生，可利用農藥噴灑裝置，在種植基地噴灑一定濃度的敵菌靈可濕粉劑，達到殺菌抑菌的效果。

2.4.3 為了提高田間管理效果，應做好施肥、除草、病蟲害防治等工作。在馬鈴薯種植完畢后，種植者應及時除草，以免雜草搶奪陽光和養分，影響作物生長。在智慧農業背景下，通過機械設備的應用，與傳統人工除草相比，可使雜草清除效率得到顯著提升，應用最為頻繁的是利用噴霧劑噴藥處理。在田間管理中，還要注重施肥工作的科學開展，以往將作物栽培后，通常將肥料施加在地表進行開溝配合播種，此舉不利于肥料的充分利用，很容易出現大量肥料浪費情況，且施肥位置不準確，影響出苗率，進而減少總產量。在智慧農業中，依靠智能肥料噴灑裝置，可將肥料更準確的施加到指定位置，還可靈活控制施肥深度，將肥料施加在作物種植點下方4 cm左右，可充分利用肥料，促進馬鈴薯發芽和生長，全面提高施肥效率和質量。

3 智慧農業在馬鈴薯優質高產栽培中的應用案例

3.1 基本情況

以青島西海岸新區為例，當地馬鈴薯種植的地理位置、光照條件對脫毒種薯擴繁創造具有明顯優勢。馬鈴薯作為當地重要農作物，不但要充分發揮自然優勢，實施差別化發展，注重特色薯選育和利用，還要轉變發展方式，將智慧農業系統引入種植產業中，依靠新技術、新模式，促進馬鈴薯產業綜合效益提升，推動該產業的可持續發展。“荷蘭七號、大西洋”屬于當地特色優質品種，具有品質好、商品性佳等特點，通過智慧物聯網、電商營銷等方式，使省內外市場進一步拓展，產品供不應求，農民獲得了豐厚的種植效益。

3.2 智慧農業的應用

在智慧農業模式下，不但使農業生產打破了環境制約，實現反季節種植，還可促進作物自身價值提升。通過智慧農業系統的應用，可對作物生長的各類環境參數進行檢測，農戶根據所得數據靈活調整施肥量、灌溉方式等等，為作物營造良好的生長環境，節省勞動力投入。智慧農業系統涉及到產、供、銷全過程，當地馬鈴薯栽培中，主要利用以下子系統進行栽培管理。

3.2.1 精準農業生產管理系統。該系統主要功能在于種植基地數據采集，如土壤性質、溫濕度等；基地視頻采集、生產過程監控；生產過程數據分析；施肥、灌溉等手機控制、監督等。采用空氣溫濕度、光照、CO2等多種傳感器，對馬鈴薯生長進行全周期監控與數據化管理，依靠傳感器和土壤成分檢測，判斷種植期間是否添加有機化學合成肥料、生長調節劑等；根據RFI天標簽對各批種苗來源、品類、等級和生產培育等環節負責人信息進行識別。該系統在物聯網平臺基礎上，促進馬鈴薯品質提升，使消費者能夠吃到放心菜。

3.2.2 馬鈴薯質量溯源系統。該系統的作用在于馬鈴薯安全生產管理、流通管理、質量監管和追溯管理等。該系統采用固定式RFI天閱讀器對每個馬鈴薯進行自動識別，對其生長密度、環境參數進行監控，依靠網絡平臺實時更新檔案庫的數據信息，通過條形碼管理進行物流追溯、作物質量追溯，為消費者提供更多產品增值服務，也為企業生產者提供一手市場信息。

3.2.3 農業專家遠程診斷系統。該系統具有遠程傳感提醒、遙控、種植人員和專家雙向音視頻溝通等功能。在系統應用中利用4G無線傳輸技術、H.264網絡視頻壓縮技術，將視頻信息、控制信息等監控數據壓縮，再通過無線網傳遞給專家，專家足不出戶便可進行現場指導、答疑解惑等服務，再將視頻信息整合起來，成為完整的遠程專家診斷產品，為后期馬鈴薯病蟲害預防、田間管理等工作提供依據。

3.3 其他相關措施

真正的信息化應做到“潤物細無聲”，無需繁瑣的教程和培訓，農戶一看就會，一用就見效，自然會受到追捧，獲得廣闊的發展空間，這也是物聯網融入馬鈴薯種植產業的最佳情境設想。對此，在“物聯網＋馬鈴薯”的發展下，不能將重心放在一線農戶的教育上，而是從一線你用戶的思維和實際出發，因勢利導，使其對智慧農業的觀念在無形中發生改變。為了使更多農戶接受智慧農業，可采取以下措施。

3.3.1 加快智慧農業APP開發。應做到簡單易用、實用性強，建議對馬鈴薯不同種植場景進行模擬，按照種植全過程設置關鍵節點和參數，根據農戶種植習慣進行應用流程優化。

3.3.2 打開生產和經營通道，依靠互聯網實現扁平化管理。依靠線上傳輸，將消費者和馬鈴薯種植戶聯系起來，無論是產品質量追溯，還是種植現場視頻調閱，或者馬鈴薯種植眾籌等，都可以大膽嘗試。

3.3.3 充分利用政策優勢，開展互聯網示范工程。通過創建“互聯網＋”示范種植基地、評選種植能手等活動，樹立信息化種植理念，大力推廣機械化、智慧化種植技術，加強用戶體驗，促進馬鈴薯種植信息化、機械化水平的顯著提升。

3.3.4 樹立互聯網思維，拓展馬鈴薯信息化服務市場，吸取打車軟件等先進運維經驗，合理配置盈利點，多采用免費、補貼等手段進行前端推廣，使農民受惠，再從作物種植的其他環節中找回企業收益。

3.4 應用效果

當地自從引進智慧農業后，使農業種植方式從本質上發生改變，馬鈴薯種植不再看天、憑感覺，而是依靠科技力量實現智慧種植，使作物品質和產量均得到明顯提升。據調查，馬鈴薯平均產量達到 2 230.9 kg/667m2，與三年前相比平均產量提高13.8%，化肥、農藥節本增效8.5%，還可使馬鈴薯栽培風險極大降低，提高了農戶種植信心，依靠智慧農業使農民真正實現了增產增收的目標。

4 結語

綜上所述，馬鈴薯作為經濟作物，通過優質高產栽培技術的應用，使其經濟價值得到進一步提升，對農業經濟發展具有強大的推動作用。在智慧農業背景下，種植者應精準把握市場動態，學習更多馬鈴薯高產栽培知識和技能，結合區域特點選擇優質的作物種子品類，并利用傳感器、監測系統等進行種植密度、土壤溫濕度、光照、通風等指標檢測，不斷優化作物栽培細節，培養出優質馬鈴薯成品，實現增產增收的目標。