智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培中的應用研究_龐利民.pdf

智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培中的應用研究 龐利民 1 徐 剛 2 1 寧波大龍農(nóng)業(yè)科技有限公司 浙江 寧波 315048 2 中國科學院寧波材料技術與工程研究所 浙江 寧波 315060 摘要 隨著科技的飛速發(fā)展 人口增長及城市化 進程的加快 智慧農(nóng)業(yè)作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方 式 正在全球范圍內(nèi)得到廣泛的應用和推廣 尤其在 蔬菜栽培領域 智慧農(nóng)業(yè)的應用為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了更 多的可能和機遇 不僅提高了生產(chǎn)效率 還極大地提 升了蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量 基于此 本文概括了智慧農(nóng) 業(yè)在蔬菜栽培中的應用價值及挑戰(zhàn) 闡述了智慧農(nóng)業(yè) 中所包含的主要技術手段 最后分析了智慧農(nóng)業(yè)在浙 江省蔬菜栽培技術中的實際應用 以期促進浙江省智 慧農(nóng)業(yè)的推廣實踐 關鍵詞 智慧農(nóng)業(yè) 蔬菜栽培技術 應用 水肥 一體化 人工智能技術 智慧農(nóng)業(yè)是利用現(xiàn)代信息技術null智能化裝備 將 信息技術null農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結合的一種新型農(nóng)業(yè)模式 實 現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過null的高效 精null 智能化null理 發(fā)揮 物聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù)等先進技術的最大優(yōu)勢 實現(xiàn)實時監(jiān) 測null自動調(diào)null農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的目null 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過null 進行精nullnullnullnull優(yōu)化 同時 新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展為智 慧農(nóng)業(yè)提供了強有力的支撐null推動 一null面 新質(zhì)生 產(chǎn)力的發(fā)展推動了科技創(chuàng)新的進步 為智慧農(nóng)業(yè)提供 了更加先進的技術null裝備 另一null面 新質(zhì)生產(chǎn)力的 發(fā)展也推動了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化null升級 促進了農(nóng) 業(yè)新業(yè)態(tài)的加速發(fā)展 隨著科技的進步 智慧農(nóng)業(yè)也 成為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新null向 不僅提高了nullnull生產(chǎn)的效 率null質(zhì)量 還推動了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展 因此 本文對 智慧農(nóng)業(yè)在nullnull栽培技術null用null向進行研究具有重要 意義 1 智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培中的應用價值及挑戰(zhàn) 1 1 null用價值 首先 null用智慧農(nóng)業(yè)提高了null理效 率 實現(xiàn)了對生null環(huán)境的實時監(jiān)nullnull調(diào)null 智慧農(nóng)業(yè) 技術通過實時監(jiān)測土壤溫濕度 空氣含量 土壤null分 等多項nullnull生null環(huán)境指null 及時發(fā)現(xiàn)病蟲害等不利因 素對nullnull的null害 通過網(wǎng)絡技術提供農(nóng)作物生null過null 中所需要的生null條件 保障農(nóng)作物的正null健康生null 并根據(jù)nullnull的生null需求及時調(diào)整環(huán)境條件 為nullnull創(chuàng) 造最null的生null環(huán)境 null理效率遠遠高于人nullnullnull 極 大地null省了人力成本 提高了null作效率 其次 null用 智慧農(nóng)業(yè)提高了產(chǎn)量null質(zhì)量 智慧農(nóng)業(yè)技術可null全面 分析收集環(huán)境數(shù)據(jù) 一旦任何一個條件出現(xiàn)異null 系 統(tǒng)都會發(fā)出警報并做出自動調(diào)null 從而確保nullnull生null 環(huán)境的穩(wěn)定null優(yōu)化 并預測nullnull的生null趨勢 提高了 nullnull的產(chǎn)量null品質(zhì) 1 滿足了市場對高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的 需求 最null null用智慧農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化 null現(xiàn)代化 減少成本投入 智慧農(nóng)業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)技術 null智能機械設備的null用 讓農(nóng)民可null實現(xiàn)對nullnull種 植 灌溉 nullnull等生產(chǎn)環(huán)null的自動化null理 避免資源 浪費 降低生產(chǎn)成本 提高生產(chǎn)效率 1 2 挑戰(zhàn) 智慧農(nóng)業(yè)在nullnull栽培中的null用面臨的挑戰(zhàn) 有技術設備的投入成本較高 需要農(nóng)民具備一定的科 技素養(yǎng) 數(shù)據(jù)的收集nullnull理也需要專業(yè)的技術支持 智慧農(nóng)業(yè)所需的基礎設null建設還存在明顯不足等 2 智慧農(nóng)業(yè)的主要技術應用 2 1 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術是智慧農(nóng)業(yè)的 重要組成部分 它通過收集 整合 分析null及利用大 數(shù)據(jù)的理念 技術 nullnull 融合農(nóng)作物自身null征null及 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過null中監(jiān)測的各null數(shù)據(jù) 能夠產(chǎn)生來源廣 泛 null型多樣 結構nullnull 具有潛在價值的數(shù)據(jù) 為 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學的決策支持 使用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術 可null實時監(jiān)測nullnull生null環(huán)境 并通過衛(wèi)星遙感技術進 行數(shù)據(jù)采集 與原有歷史栽培數(shù)據(jù)進行對比 可null幫 助農(nóng)民合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃 減少生產(chǎn)風險 提高 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益 2 而且 通過對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的分析 還可null發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題nullnullnull 有效null避氣候 災害 病蟲害等對nullnull生null的影響 為農(nóng)業(yè)科研null決 策提供支持 提高栽培效率與質(zhì)量 2 2 人null智能技術 null用人null智能技術是通過計算機 視覺null理 圖像識別等智能農(nóng)業(yè)nullnull系統(tǒng) 對圖像進 行null理null分析 實現(xiàn)對nullnull生null狀況的實時監(jiān)測null預 警 主要功能有 識別病蟲害 即利用圖像識別技 術對nullnull葉null上的病蟲害進行自動識別 提高病蟲害 識別的null確性null效率 為防治提供科學依據(jù) 生null 狀況與行為分析 即利用圖像識別技術實時監(jiān)測nullnull 的葉null顏null 株高 莖粗等形態(tài)null征 null及分析nullnull 生null過null中的葉null擺動頻率 葉nullnull度變化等行為null 征 為種植戶提供作物生null環(huán)境適null性評價null及作物 健康狀況評估 近幾年 人null智能技術快速發(fā)展 不 少學者基于深度學習nullnull 建立了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模 型 有效提高了病蟲害圖像識別效率 null用效果理 想 農(nóng)民可null實現(xiàn)遠null監(jiān)nullnull操null農(nóng)業(yè)設備 通過智 能灌溉 土壤墑情智能監(jiān)測 土壤成分nullnull力智能分 現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 現(xiàn)代農(nóng)村科技 2025 年第2 期 113 析等系統(tǒng) 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化null理 也可null分析 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù) 提出有效的生產(chǎn)null理建議 2 3 生null環(huán)境監(jiān)測技術 生null環(huán)境監(jiān)測技術是基于物 聯(lián)網(wǎng)技術的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)null理系統(tǒng) 通過在農(nóng)null中安裝各 種傳感器 實時監(jiān)測并記錄nullnull的生null情況null理化因 素 如土壤濕度 溫度 光照等 并利用無線網(wǎng)絡將 數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行分析null理 使用分析軟件對 其進行模擬null計算 確保能對nullnull生null狀態(tài)進行有效 監(jiān)null 這種系統(tǒng)可null幫助農(nóng)戶及時發(fā)現(xiàn)并null理問題 避免因信息不對稱導致的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失 通過分析數(shù) 據(jù) 也可null幫助農(nóng)民實現(xiàn)精nullnullnull 精null灌溉等 大 大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率 為null續(xù)nullnull產(chǎn)量null質(zhì)量的提 升奠定良好基礎 3 智慧農(nóng)業(yè)在浙江省蔬菜栽培技術中的實際應用 3 1 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 智慧農(nóng)業(yè)中 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 的null用為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)null來了革命性的變革 智慧感知 系統(tǒng) 在浙江省部分地區(qū)的nullnull栽培中 栽培人員通 過智慧感知系統(tǒng) 實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過null中的環(huán)境參 數(shù) 在農(nóng)null中安置各null傳感器null攝像null 實時收集土 壤溫濕度 光照 風速null及CO 2 濃度等環(huán)境數(shù)據(jù) 并 對這些數(shù)據(jù)信息進行null理 為nullnull栽培提供精null灌溉 與nullnull 生null監(jiān)測與預警 病蟲害識別與防null的支 持 從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的合理利用與作物產(chǎn)量提升 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中能夠反映監(jiān)測作物null勢或產(chǎn)量的指null有葉 null顏null 作物高度 葉面積指數(shù)null及歸一化植被指 數(shù) 從實際來看 由于作物生null信息視覺監(jiān)測nullnull與 病蟲害識別nullnull的區(qū)別不較明顯 因此需要充分發(fā)揮 圖像null理技術的優(yōu)勢 及時null確地獲取目nullnull征信 息 并從實際出發(fā) 構建科學合理的數(shù)學模型 最null 采用正確的分null或識別nullnull分析null理模型 得出結 果 為nullnull生null提供決策支持 提高nullnull栽培效率 智慧農(nóng)業(yè)null平臺 智慧農(nóng)業(yè)null平臺作為實現(xiàn)智能農(nóng) 業(yè)的null理null平臺 充分發(fā)揮了現(xiàn)代信息技術 如遙感 網(wǎng) null計算null人null智能 null及現(xiàn)代先進設備的作用 如智能裝備null智能機器人 構建了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈 nullnullnull系 將農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 加null 經(jīng)營 null理null及服務 等環(huán)null緊密結合 形成新產(chǎn)業(yè) 新業(yè)態(tài) 新模式 提 高了種植 銷售的效率與質(zhì)量 也提升了決策與社會 化服務null平 在浙江省部分地區(qū)的nullnull栽培中 借助 數(shù)字孿生技術 構建數(shù)字孿生設null農(nóng)業(yè)的運行場景 并利用三維實景null數(shù)字化null式展現(xiàn)整個nullnull設null農(nóng)業(yè) 基地的動態(tài)運營態(tài)勢 聯(lián)合移栽 生null 采收等環(huán)null 的智能視頻圖像分析異null狀態(tài) 將數(shù)字孿生系統(tǒng)各參 數(shù)null的耦合轉(zhuǎn)化為物null實null流null上的耦合驅(qū)動 實現(xiàn) 設null農(nóng)業(yè)nullnull生null全要素null理的協(xié)同化null智能化 提 升了nullnull的產(chǎn)量null品質(zhì) 3 通過智慧農(nóng)業(yè)null平臺實現(xiàn) 對nullnull生null過null中信息的采集 匯總 存儲null及null 理 數(shù)字化null理農(nóng)作物種植 加null 包裝null及零售等 環(huán)null 為農(nóng)民提供更加全面的服務 完善追溯null注null 范null系null業(yè)務流null 促進null 產(chǎn)品向品牌化發(fā)展 3 2 智能灌溉null 一null化技術 智能灌溉nullnull一null化 技術通過實時監(jiān)測土壤濕度 溫度 養(yǎng)分含量等環(huán)境 因素 智能調(diào)整灌溉nullnullnull量 通過遠nullnullnull技術null null道壓力系統(tǒng)將null料與灌溉null均勻混合 滿足不同作 物在不同生null階段的需求 提高nullnull利用效率 減少 資源浪費 在山東省部分地區(qū)的nullnull栽培中 栽培人 員充分發(fā)揮智能灌溉nullnull一null化技術的作用 根據(jù)null null的生null階段nullnull分需求 在土壤濕度低于一定閾值 時自動啟動灌溉系統(tǒng) 為nullnull進行適量的灌溉 4 并 通過精nullnullnull技術 根據(jù)土壤null植物葉null的養(yǎng)分分 析 確定灌溉時null 用null量nullnullnull量 實現(xiàn)對nullnull的 精nullnullnull 滿足nullnull生null的需求 減少養(yǎng)分的浪費null 環(huán)境污染 3 3 智慧溫室設null與技術 由于浙江省季null溫差變化 大 所null需要有效null用智慧溫室設null 通過各種傳感 器對溫室內(nèi)的環(huán)境因子進行實時監(jiān)測 如溫度 濕 度 光照強度 CO 2 濃度null及營養(yǎng)液濃度等 并配備 多種執(zhí)行系統(tǒng) 如天窗通風系統(tǒng) 屋面玻璃沖洗系 統(tǒng) 機器人自動收貨系統(tǒng) 灌溉系統(tǒng)null及二氧化碳null null系統(tǒng)等 根據(jù)傳感器檢測到的環(huán)境因子數(shù)據(jù) 自動 調(diào)整溫室內(nèi)的環(huán)境條件 為nullnull提供最null的生null環(huán) 境 也為溫室null理者提供作物種植的經(jīng)驗 病蟲害防 治nullnullnull及溫室null理與決策系統(tǒng)信息等 而且 浙江 省還使用無土栽培技術 null培技術等進行nullnull栽培 實現(xiàn)提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量 產(chǎn)量與經(jīng)濟效益 實現(xiàn)nullnull nullnull 降低成本 并且不受地域 溫度null及時null限null 的目null 5 此外 浙江省部分地區(qū)在nullnull栽培中還使 用了自動化null種機械 實現(xiàn)了種植全過nullnull理 并對 溫室環(huán)境進行智能分析null預測 根據(jù)分析結果進行智 能調(diào)null 使溫室的環(huán)境更加適合作物生null 參考文獻 1 鄒廣眾 智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培技術應用方向的研究 J 中國農(nóng)機監(jiān)理 2022 05 35 37 2 蔬菜栽培與智慧農(nóng)業(yè)團隊 J 廣東農(nóng)業(yè)科學 2021 48 09 12 3 畢敬平 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蔬菜栽培技術要點與智慧農(nóng)業(yè)發(fā) 展趨勢 J 河南農(nóng)業(yè) 2024 02 24 26 4 蘇百童 智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培技術應用方向的研究 J 種子科技 2022 40 22 123 125 5 薛希霞 蔬菜栽培技術中智慧農(nóng)業(yè)及機械的應用策 略 J 農(nóng)業(yè)工程技術 2023 43 17 28 30 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)現(xiàn)代農(nóng)村科技2025 年第2 期 114