在當前互聯網發展的背景下,農業信息化發展已成為一個熱點。在農業物聯網技術中可實現對各種農作物生長狀況的實時監測,農業設施的遠程監控,農作物的精準栽培和管理等功能。
蔬菜大棚智能化生產使大棚內作物長勢更加均勻,同時減少了勞動用工及設備投資支出,實現了農業機械化生產,降低了勞動力成本,提高了產品產量與質量;有利于促進產業結構調整和農民增收致富;改變了傳統農業生產模式,節省了人力物力精力;提高了農業生產環境的安全性與穩定性;降低了蔬菜大棚勞動強度與經營成本。
采用現代化的智慧農業種植模式進行大棚蔬菜管理是促進科技進步、加強現代溫室建設的有效途徑之一,智能蔬菜大棚可實現無人化管理,根據不同蔬菜品種、不同栽培環境、不同氣候條件確定生長階段和密度。
1、管理方式
蔬菜大棚智能化的管理方式分為手動大棚管理與自動大棚管理。可分為定植生產管理方式(包括定植時間管理和定植數量管理)、生長管理方式(包括定植密度管理和定植時間管理)和采收管理方式(包括采收期管理和采收數量管理)。
蔬菜大棚智能化在栽培管理中常采用定植密度模式,由于不同地區實際種植習慣不同,如北方地區栽植密度一般為2~3株/畝,南方地區一般為4~5株/畝(或較大區域可適當進行大苗)。若采用常規方法進行定植管理,定植密度一般以每穴4株苗為宜。此種方式可以提高產量而又不能保證蔬菜品質安全。
2、工作原理
根據大棚的建造方式,將大棚內部分成兩個部分:外遮陽部分和內遮陽部分。外遮陽部分主要是利用太陽能、地源熱泵系統,對大棚內的溫度濕度等進行自動調節,實現大棚內農作物的生長,同時降低了大棚內部的濕度。
內遮陽部分主要是利用透光率高的材料制成的薄膜保溫窗簾來調節大棚內的溫度和濕度。當大棚外部溫度過高或過低時通過控制器或者手機等終端顯示出來;當大棚內部溫度過低或過高時通過控制器或手機上顯示出來。
3、系統組成及軟件應用
系統獲取溫室大棚的環境信息,主要通過空氣溫濕度傳感器、光照傳感器、PH值傳感器、CO2傳感器等設備,感知環境中的室溫、室濕、土壤含水量/養分、CO2濃度等物理量參數信息;以4G、5G無線通訊為主,結合云平臺的邊緣計算功能,實現信息的交互傳遞,有效傳遞溫室大棚的環境信息;通過對環境監測、自動化控制,保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境,達到增產、改善品質、調節生長周期、提高經濟效益的目的,進而實現農業生產集約、高產、優質、高效、生態和安全的目標。
智能蔬菜大棚,通過手機或者電腦來完成管理,不必死守著大棚,進行必要的通風、施肥、灌溉、補光等基礎性操作,交給智能蔬菜大棚控制系統來執行。原本一人僅能管理1-2棟大棚,如今可批量化管理5棟大棚以上。
4、應用案例與數據分析
以云南蔬菜基地為例,對蔬菜大棚的智能化管理系統進行數據分析。物聯網技術在智能蔬菜大棚中的應用,可以實現對蔬菜生長狀況的實時監測,對作物生長狀況進行自動化管理,達到節能減耗,提高生產效率的目的。由于蔬菜屬于特殊種植品種之一,其產量與質量往往受到多種因素影響。因此,應對蔬菜自身狀態實行精細化管理。例如可以通過溫濕度監測模塊對蔬菜大棚內空氣質量進行監測。通過監測可及時發現空氣質量問題,采取措施,及時控制室內空氣質量并采取相應防范措施,以提高生產效率并降低生產成本。