5G技術(shù)在臨潁縣辣椒種植中的應(yīng)用研究

臨潁縣地處河南省中部，地勢(shì)平坦，土壤肥沃，耕作性能好，宜于多種農(nóng)作物生長(zhǎng)，歷來(lái)有辣椒種植傳統(tǒng)。目前，全縣小辣椒種植面積發(fā)展到2.95萬(wàn) hm2，產(chǎn)量達(dá)到13.7萬(wàn)t，已成為臨潁縣強(qiáng)縣富農(nóng)的第一產(chǎn)業(yè)。臨潁縣以國(guó)家辣椒現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園為依托，建設(shè)了1 333.33 hm2的5G辣椒種植基地，以5G技術(shù)進(jìn)行辣椒種植，取得了一系列成果。

一、臨潁縣5G辣椒種植系統(tǒng)建設(shè)方案

（一）臨潁縣5G辣椒種植網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)總框架

臨潁縣5G辣椒種植系統(tǒng)總框架由三層組成。第一層為接入層，也稱為感知層，主要為RFID設(shè)備、傳感器、視頻等硬件設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。第二層為中間層，也稱為網(wǎng)絡(luò)層，建立在現(xiàn)有的各類通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，確保接入層的各種設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)相連。臨潁縣在建設(shè)之初就確定了采用5G通信網(wǎng)絡(luò)，為物聯(lián)網(wǎng)各設(shè)備提供高速網(wǎng)絡(luò)支持。第三層為應(yīng)用層，也稱為最高層，利用經(jīng)過(guò)分析處理的感知數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導(dǎo)決策。

（二）臨潁縣5G辣椒種植系統(tǒng)功能和設(shè)備組成

溫濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、雨量傳感器、土壤溫濕度傳感器等共同組成數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的有效補(bǔ)充，為農(nóng)作物生長(zhǎng)全程遠(yuǎn)程監(jiān)控提供入口。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備與數(shù)據(jù)處理設(shè)備是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負(fù)責(zé)傳遞和處理信息。計(jì)算機(jī)終端和遠(yuǎn)程設(shè)備控制通過(guò)繼電器控制電路，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的自由控制。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)等子系統(tǒng)以專家研究和生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)作為分析判斷的基本原則，為辣椒生產(chǎn)提供病蟲(chóng)害預(yù)防、智能診斷服務(wù)與技術(shù)指導(dǎo)。以上系統(tǒng)共同組成了臨潁縣5G辣椒種植系統(tǒng)。

二、臨潁縣5G辣椒種植效益分析

（一）種植效益研究方法

選擇土壤疏松、肥沃、通透性好、灌溉排水設(shè)施完善的兩個(gè)小區(qū)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，小區(qū)面積均為0.066 7 hm2。其中一個(gè)小區(qū)在中間位置設(shè)置各類數(shù)據(jù)采集設(shè)備，鋪設(shè)水肥一體化灌溉裝置，使用5G辣椒種植模式開(kāi)展田間管理，被 稱為5G小區(qū)。另一個(gè)小區(qū)使用傳統(tǒng)的種植方式，以人工管理為主，被稱為傳統(tǒng)小區(qū)。對(duì)兩個(gè)地塊的肥水需求、辣椒產(chǎn)量等因素進(jìn)行比較，研究5G種植模式的特點(diǎn)。

（二）小辣椒種植過(guò)程

臨潁縣5G辣椒種植基地已實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛播種機(jī)播種小辣椒，為便于研究，選擇人工育苗、定植的方式對(duì)兩種種植模式的效益進(jìn)行比較。

小辣椒品種選用子彈頭，采用在3月上旬使用小拱棚苗床育種、4月下旬至5月上旬人工定植的種植模式，小辣椒定植株距 17 cm。定植前，每個(gè)小區(qū)一次性施入腐熟有機(jī)肥 2000 kg及三元復(fù)合肥 40 kg，移栽定植深度為6 cm。

（三）小辣椒田間管理過(guò)程

定植后，因兩地塊臨近，溫濕度基本一致，對(duì)兩地塊小辣椒進(jìn)行田間管理。在兩地塊澆水裝置出水口分別安裝同型號(hào)規(guī)格的水表，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的用水量。

定植后澆定植水，其中，5G小區(qū)在每株小辣椒苗穴處設(shè)置出水孔進(jìn)行滴灌，設(shè)置滴灌時(shí)間3 h，3 h后水表顯示用水量8.9 m3。傳統(tǒng)小區(qū)采用田壟漫灌澆水模式，完全澆透后停止?jié)菜瑵菜瓿珊?，水表顯示用水量22.4 m3。

定植后6天澆緩苗水，5G小區(qū)用水量為5.7 m3，傳統(tǒng)小區(qū)漫灌用水量為13.6 m3。

6月上旬開(kāi)展小辣椒肥水管理，每個(gè)小區(qū)追施尿素8 kg和水溶性三元復(fù)合肥20 kg。在5G小區(qū)使用水肥一體化裝置追肥，用水量為3.7 m3，傳統(tǒng)小區(qū)采用人工施肥澆水，用水量為8.4 m3。

6月澆水主要為促進(jìn)生產(chǎn)，保持田間濕度，在早晚根據(jù)土壤濕度適時(shí)適量澆水。5G小區(qū)設(shè)置滴灌時(shí)間1 h，每次用水量為2.5 m3，6月份共澆水15.2 m3。傳統(tǒng)小區(qū)小水輕澆，6月共用水23.6 m3。

7月上旬每個(gè)小區(qū)分別追施復(fù)合肥30 kg，5G小區(qū)共用水1.5 m3，傳統(tǒng)小區(qū)采用人工施肥澆水，用水量為5.6 m3。

7月下旬至采摘期，5G小區(qū)共用水6.8 m3，傳統(tǒng)小區(qū)用水量16.9 m3。

生產(chǎn)過(guò)程中，兩個(gè)小區(qū)均使用相同的病蟲(chóng)害防治方法。

（四）小辣椒產(chǎn)量及用水量情況

以干辣椒質(zhì)量計(jì)算，5G小區(qū)共采摘小辣椒362 kg，傳統(tǒng)小區(qū)共采摘小辣椒346 kg。整個(gè)生產(chǎn)周期5G小區(qū)用水量29.1 m3，傳統(tǒng)小區(qū)用水量90.5 m3。

三、結(jié)語(yǔ)

研究表明，采用5G技術(shù)種植的地塊，其用水量較傳統(tǒng)小區(qū)減少61.4 m3，降幅68%；其產(chǎn)量較傳統(tǒng)小區(qū)增加16 kg，增產(chǎn)4.6%。由此可知，5G種植具有節(jié)水、省工、增產(chǎn)、增收的良好效果，在增產(chǎn)增收的同時(shí)，能顯著降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的用水量，具有較高的推廣價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：趙曉陽(yáng)（1987— ），男，河南漯河人，碩士，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)工作。

（責(zé)任編輯" "劉沛儒）