智能监控物联网管理在果蔬种植中的应用

笪海波

摘要 智能监控物联网应用系统实现了从传统粗放的种植育苗管理方式向现代智能化、科学化、精准管理方式的转变，节省了大量的劳动力成本和电力成本，缩短了农作物生长周期，经济效益显著提高。本文以盐城市大丰区为例，介绍了智能监控物联网技术的特点及应用效益，并分析了种植业智能化发展存在的问题，以期为智能监控物联网管理在果蔬种植中的应用提供参考。

关键词 智能监控物联网；技术特点；应用效益；果蔬种植；江苏盐城；大丰区

中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）20-0099-01

1 盐城市大丰区果蔬种植概况

盐城市大丰区位于江苏省东部，耕地面积13.06万hm2，人均占有耕地面积0.18 hm2。区内物产丰富，品种繁多，是全国粮食生产先进县（区）、全国有机产品认证示范创建区、全国园艺出口示范区，常年产粮食约93万t、水果7万t、蚕茧1 200 t，生猪饲养量190万头，水产品产量18万t。2018年大丰区蔬菜播种面积6.30万公顷次，西瓜面積0.71万公顷次，甜瓜面积0.11万公顷次，设施蔬菜面积1.045万hm2，其中小棚面积0.25万hm2，大中棚面积0.78万hm2，日光温室大棚面积0.005万hm2，露地喷滴灌等其他设施面积共0.010万hm2。大丰区东临黄海，属沿海冲积平原，地处亚热带与温暖带过渡地带，适宜喜温作物生长，熟土层15～20 cm，地下含盐量高，适宜发展钢架大棚。

大田种植领域，稻米、蔬菜、水果等不同品类上均有智能化应用。草庙镇的川鹿现代农业园、盐城艾伦特家庭农场、三元家庭农场等基地的智能化集中育秧设备应用面积达到几千亩，通过温度、湿度、光照、二氧化碳等成分的监测精准调控育种环境，为农民提供高标准、高品质秧苗。丰收大地种业有限公司主要从事园艺作物的育种、工厂化育苗、组织培养和设施有机栽培的技术研发和产业化经营。公司拥有大型现代育苗工厂，主要从事蔬菜工厂化育苗，为全国各地提供优质蔬菜、西瓜、甜瓜种苗，促进地区现代设施园艺的发展；拥有2万m2的玻璃智能温室、5万m2的联栋育苗温室；年生产种苗量可达到2亿株以上、嫁接苗100万株。公司建有现代化试管苗工厂，引进了世界上最先进的脱毒苗及快繁（克隆）技术和经营理念，大规模生产草莓、生姜、马铃薯、铁皮石斛、黑枸杞等优质试管苗，推动无性繁殖作物的品种升级换代；该公司一直秉承农业工业化的理念，坚持走科技创新和模式创新的道路，在现代种业的3个领域（新品种研发、克隆苗生产、工厂化育苗）充分发挥技术优势，在设施园艺高端种业的产业链中确立了自己的优势地位。

2 智能监控物联网的技术特点

根据农作物种植特点，应用系统主要围绕提供适合农作物生长的环境条件，基于现有成熟的物联网技术，采用空气温度、湿度、光照度、二氧化碳、土壤温湿度等传感器采集的数据实现相关控制。

（1）利用空气温湿度传感器采集的环境数据实时控制温室大棚的开窗程度，确保温湿度在设定的阈值范围内。

（2）利用光照度传感器采集的数据实时启动补光系统（冬天、春天阴雨天气），或实时覆盖遮阳网（夏天），当光照强度明显偏低、二氧化碳浓度满足光合条件时，自动开启植物生长补光灯（二期建设）。

（3）利用土壤温湿度传感器采集的数据，当大棚内温度高于设定的阈值时卷膜机收膜自然降温，当大棚内温度低于设定的阈值时卷膜机放膜（二期建设）；调节大堋内湿度至果蔬生长最佳湿度，实时启动喷水车，当土壤湿度达到设定的阀值时，喷水车自动停止喷水[1-2]。

（4）视频图像传感器通过数据传输与存储，实时记录幼苗出芽生长全过程，预警病情、虫情、苗情，并可远程专家会诊等。

（5）有机稻米种植大户运用农产品质量溯源系统，可及时记录农产品生产过程及使用的肥料、药剂、加工过程、日期、储存环境、供应商环节等相关信息，用户通过扫描二维码就能对农产品信息一清二楚。

3 智能大棚、温室大棚和露天、一般大棚的优缺点

3.1 智能大棚与温室大棚

优点：冬季保温抗寒冷、保温性能最好，夏季遮荫耐高温，产量高于单体钢架大棚和露地蔬菜，可保证蔬菜周年生产，抵抗自然灾害的性能较强。以青椒为例，全年可移栽2次，产量可达150～225 t/hm2，皮嫩、肉脆，口感好。

缺点：温室大棚成本高，建设成本高达135万元/hm2，一般菜农没有投资能力；智能温室大棚投资更大，建设成本达225万～750万元/hm2，一般用于休闲观光、花卉、育苗或示范园区，且因设施不可移动，次生盐渍化、病菌基数积累、作物的自毒作用等连作障碍防控压力大，造成蔬菜难以生长，损失巨大[3]。

3.2 露天或一般钢架大棚

优点：造价低，成本在5.25万元/hm2左右，适宜春提早或秋延后蔬菜生产，便于拆卸移动，利于与水稻等作物轮作，利于控制土壤连作障碍。

缺点：保温性能较差，水分容易渗透，春季多阴雨天气，易造成蕾铃脱落、裂果、病害发生重等现象。以青椒为例，露地青椒产量45～75 t/hm2，雨水多的年份疫病发生严重，可致绝收；夏季强光高温，容易造成高温生理性缺钙，果形变小，产量变低，皮硬，口感较差，售价低，受价格波动影响大，造成年度间生产面积大起大落。

4 种植业智能化发展存在的问题

一是种植业的智能化发展缓慢。当前大丰区蔬菜产品附加值较低，投入产出比不高。相较于智能农业设备较高的一次性投入，农民没有更多的资金促进智能农业的发展，使种植业的智能化发展缓慢。二是智能农业缺乏综合性平台。不同企业采用的传感器、监测、自动控制设备品牌繁多，不同时期投入的设备后台控制系统难以兼容，在实际运用中需要耗费更多人力协调[4]。三是经费投入不足。种植、养殖大户担心投入产出比不高，且智能农业设备投资花费巨大，因而不愿斥资，出现经费投入不足的问题。

5 结语

近2年，大丰区陆续出台了《关于落实发展新理念深入实施农业现代化工程促进农民持续增收的政策意见》《关于聚焦富民促进城乡居民增收的十条政策意见》等文件，极大地促进了该区智能农业的发展，对在该区投资新建自动化智能农业项目的企业给予奖补；加大智能农业典型案例宣传，通过已建成的智能点收益情况让企业、农场主等看到智能化设备投入带来的显著效益，用现实案例推动智能农业的发展；着重加强农业物联网建设，加快应用物联网技术，不断提升农业生产智能化水平，在设施园艺高端种业的产业链中确立自己的优势地位，为大丰乃至江苏的现代农业发展做出贡献。

6 参考文献

[1] 马鑫堃，卫雅娜.基于物联网技术的温室智能监控系统[J].物联网技术，2018，8（8）：101-103.

[2] 李想，李松.基于物联网技术的农业温室智能监控系统模型研究[J].信息系统工程，2018（7）：121.

[3] 韩毅，许春雨，宋建成，等.基于物联网的日光温室智能监控系统设计与实现[J].北方园艺，2016（9）：207-210.

[4] 覃梦甜.基于物联网的智能农业系统运用[D].武汉：武汉轻工大学，2014.