藍莓被聯合國糧食和農業組織評為人類五大健康食品之一。作為一種營養價值高的新鮮水果農作物,近年來經濟效益也相當可觀。
藍莓種植不僅需要適宜的溫度、濕度、光照和CO2等氣候環境,還具有抗旱性差、需要酸性土壤和肥水環境、低溫積累、光飽和點低等生產要素特點。目前中國大多數藍莓生產基地都采用露天土培,或是簡單的陸地設施栽培,無法達到植物工廠的生產水準,也不適宜形成規模化的智能種植基地[2],這使得藍莓在一些氣候不適宜的區域引種困難重重,且少有文獻或報道提及高端溫室種植生產藍莓的控制措施。在上海地區,土壤偏堿性、低溫期較短,還有一段較長的陰雨黃梅天氣等特殊氣候,這些問題都制約著上海的藍莓種植產業。解決上述問題的方案是,使用高端設施農業手段,規避由地理限制引發的“瓶頸”。
聚英云智能溫室控制系統,通過各種傳感器實時遠程檢測空氣溫濕度、土壤濕度、土壤濕度、土壤肥力、土壤PH等數據,通過聚英平臺邊緣計算實現自動灌溉、自動卷簾、自動噴霧、自動施肥、自動藥物,使農作物始終保持在適合的生長環境中,平臺自動數據存儲分析,提供數據服務。
藍莓物候期大體分為萌芽期、花期、果期、花芽分化期及休眠期幾個節點。從品種角度可以將藍莓大致分為四類,分別為抗寒性強、需冷量高、喜歡冰涼天氣的北高叢藍莓,適宜在南方種植、需冷量低、喜歡濕潤、溫暖氣候條件的南高叢藍莓,北高叢藍莓與野生種矮叢越橘雜交、需冷量很高、抗寒力極強的半高叢藍莓,以及樹體高大、壽命長、不耐寒、抗濕熱、對土壤酸性要求稍低、需冷量相比南高叢藍莓較多的兔眼藍莓。
智能通風控制,自動光照,自動卷簾
藍莓有需冷量的要求,需冷量為藍莓正常開花結果需要的有效低溫(0~7.2℃)累積時間,一般以小時為單位。當環境未達到藍莓需冷量時,藍莓花芽分化會受到很大影響,導致開花坐果率嚴重下降,產量大幅降低,嚴重影響經濟效益,根據棚內溫濕度/室外氣象站數據控制卷膜/卷被電機控制器,實現自動控制,也可遠程設置定時控制,遠程檢測卷膜/卷被到位狀態、電機工作狀態,實時報警。
土壤墑情監測
土壤方面,土壤pH是藍莓生長栽培的最大限制因素。土壤pH過高或是過低,都會影響藍莓的正常生長發育及其生理代謝過程,導致藍莓在生長過程中對水分營養吸收不良,引起生長緩慢、葉片發黃變小、產量降低等狀況,因此藍莓種植土壤pH范圍應為4.5~5.5。此外,藍莓根系大多分布于淺層土壤中。土壤通透性不足、容重過高或者排水性不佳,對藍莓根系的生長十分不利,采用無土栽培技術營造藍莓生長土壤微環境可以有效解決土壤養分不足等問題,促進藍莓呼吸和吸收礦物元素,并且有利于精準化管理,不受地域土地狀況的限制,促進藍莓標準化生產。
灌溉控制
灌溉方面,藍莓的根系喜水而怕澇,不當的灌溉措施會導致藍莓植株干旱,并且水分的脅迫能力差,容易造成產量及藍莓生長過程中不可逆的損失,可得出藍莓灌溉規律為:休眠期前澆灌越冬水,期間降低灌溉頻率;催芽期間保持土壤濕度在60%~70%,避免灌溉次數過多;花果期少量多次灌溉,防止延長花期,且膨果期需水量最大,要保證供水充足;采摘后土壤濕度在40%~60%,以便晚秋期促使藍莓重新進入休眠。在全周期的灌溉中,不得使用自來水,否則會致使藍莓氯中毒,無法正常生長。在灌溉方式上不宜直接將水灑在花期、葉片上,阻礙授粉和坐果。基于聚英物聯網平臺的邊緣計算功能,可實現大棚內的灌溉智能控制,通過手機APP/電腦聚英平臺遠程設置定點、定時灌溉,按星期循環灌溉,時間范圍內輪灌,同時可根據土壤濕度、空氣溫濕度設置自動灌溉。
針對藍莓生長環境特點,聚英智能溫室控制系統季節模式,用于環境調控。調控系統能很好地滿足藍莓生長所需的環境要求,實際上達到了藍莓提前上市的效果,有效提高了藍莓的產量和質量,可以在構建和控制藍莓種植智能溫室生產控制系統方面發揮示范作用。