智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培中的應(yīng)用研究_龐利民.pdf

智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培中的應(yīng)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(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)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(zhǎng)及城市化 進(jìn)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(yīng)用和推廣 尤其在 蔬菜栽培領(lǐng)域 智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了更 多的可能和機(jī)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(yīng)用價(jià)值及挑戰(zhàn) 闡述了智慧農(nóng)業(yè) 中所包含的主要技術(shù)手段 最后分析了智慧農(nóng)業(yè)在浙 江省蔬菜栽培技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用 以期促進(jìn)浙江省智 慧農(nóng)業(yè)的推廣實(shí)踐 關(guān)鍵詞 智慧農(nóng)業(yè) 蔬菜栽培技術(shù) 應(yīng)用 水肥 一體化 人工智能技術(shù) 智慧農(nóng)業(yè)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)null智能化裝備 將 信息技術(shù)null農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)模式 實(shí) 現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)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(jìn)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì) 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)null自動(dòng)調(diào)null農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的目null 對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)null 進(jìn)行精nullnullnullnull優(yōu)化 同時(shí) 新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展為智 慧農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)有力的支撐null推動(dòng) 一null面 新質(zhì)生 產(chǎn)力的發(fā)展推動(dòng)了科技創(chuàng)新的進(jìn)步 為智慧農(nóng)業(yè)提供 了更加先進(jìn)的技術(shù)null裝備 另一null面 新質(zhì)生產(chǎn)力的 發(fā)展也推動(dòng)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化null升級(jí) 促進(jìn)了農(nóng) 業(yè)新業(yè)態(tài)的加速發(fā)展 隨著科技的進(jìn)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(dòng)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展 因此 本文對(duì) 智慧農(nóng)業(yè)在nullnull栽培技術(shù)null用null向進(jìn)行研究具有重要 意義 1 智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培中的應(yīng)用價(jià)值及挑戰(zhàn) 1 1 null用價(jià)值 首先 null用智慧農(nóng)業(yè)提高了null理效 率 實(shí)現(xiàn)了對(duì)生null環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)nullnull調(diào)null 智慧農(nóng)業(yè) 技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤溫濕度 空氣含量 土壤null分 等多項(xiàng)nullnull生null環(huán)境指null 及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害等不利因 素對(duì)nullnull的null害 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供農(nóng)作物生null過(guò)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(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shù)可null全面 分析收集環(huán)境數(shù)據(jù) 一旦任何一個(gè)條件出現(xiàn)異null 系 統(tǒng)都會(huì)發(fā)出警報(bào)并做出自動(dòng)調(diào)null 從而確保nullnull生null 環(huán)境的穩(wěn)定null優(yōu)化 并預(yù)測(cè)nullnull的生null趨勢(shì) 提高了 nullnull的產(chǎn)量null品質(zhì) 1 滿足了市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的 需求 最null null用智慧農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化 null現(xiàn)代化 減少成本投入 智慧農(nóng)業(yè)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) null智能機(jī)械設(shè)備的null用 讓農(nóng)民可null實(shí)現(xiàn)對(duì)nullnull種 植 灌溉 nullnull等生產(chǎn)環(huán)null的自動(dòng)化null理 避免資源 浪費(fèi) 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(shù)設(shè)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(shù)支持 智慧農(nóng)業(yè)所需的基礎(chǔ)設(shè)null建設(shè)還存在明顯不足等 2 智慧農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)應(yīng)用 2 1 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù) 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)是智慧農(nóng)業(yè)的 重要組成部分 它通過(guò)收集 整合 分析null及利用大 數(shù)據(jù)的理念 技術(shù) nullnull 融合農(nóng)作物自身null征null及 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)null中監(jiān)測(cè)的各null數(shù)據(jù) 能夠產(chǎn)生來(lái)源廣 泛 null型多樣 結(jié)構(gòu)nullnull 具有潛在價(jià)值的數(shù)據(jù) 為 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的決策支持 使用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù) 可null實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)nullnull生null環(huán)境 并通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn) 行數(shù)據(jù)采集 與原有歷史栽培數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比 可null幫 助農(nóng)民合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃 減少生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn) 提高 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益 2 而且 通過(guò)對(duì)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(wèn)題nullnullnull 有效null避氣候 災(zāi)害 病蟲(chóng)害等對(duì)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(shù) null用人null智能技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī) 視覺(jué)null理 圖像識(shí)別等智能農(nóng)業(yè)nullnull系統(tǒng) 對(duì)圖像進(jìn) 行null理null分析 實(shí)現(xiàn)對(duì)nullnull生null狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)null預(yù) 警 主要功能有 識(shí)別病蟲(chóng)害 即利用圖像識(shí)別技 術(shù)對(duì)nullnull葉null上的病蟲(chóng)害進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別 提高病蟲(chóng)害 識(shí)別的null確性null效率 為防治提供科學(xué)依據(jù) 生null 狀況與行為分析 即利用圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)nullnull 的葉null顏null 株高 莖粗等形態(tài)null征 null及分析nullnull 生null過(guò)null中的葉null擺動(dòng)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(píng)價(jià)null及作物 健康狀況評(píng)估 近幾年 人null智能技術(shù)快速發(fā)展 不 少學(xué)者基于深度學(xué)習(xí)nullnull 建立了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模 型 有效提高了病蟲(chóng)害圖像識(shí)別效率 null用效果理 想 農(nóng)民可null實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)null監(jiān)nullnull操null農(nóng)業(yè)設(shè)備 通過(guò)智 能灌溉 土壤墑情智能監(jiān)測(cè) 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(shí)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(cè)技術(shù) 生null環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是基于物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)null理系統(tǒng) 通過(guò)在農(nóng)null中安裝各 種傳感器 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)將 數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行分析null理 使用分析軟件對(duì) 其進(jìn)行模擬null計(jì)算 確保能對(duì)nullnull生null狀態(tài)進(jìn)行有效 監(jiān)null 這種系統(tǒng)可null幫助農(nóng)戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)并null理問(wèn)題 避免因信息不對(duì)稱導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失 通過(guò)分析數(shù) 據(jù) 也可null幫助農(nóng)民實(shí)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(chǔ) 3 智慧農(nóng)業(yè)在浙江省蔬菜栽培技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)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(lái)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(guò)智慧感知系統(tǒng) 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(shí)時(shí)收集土 壤溫濕度 光照 風(fēng)速null及CO 2 濃度等環(huán)境數(shù)據(jù) 并 對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行null理 為nullnull栽培提供精null灌溉 與nullnull 生null監(jiān)測(cè)與預(yù)警 病蟲(chóng)害識(shí)別與防null的支 持 從而實(shí)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(cè)作物null勢(shì)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(shí)際來(lái)看 由于作物生null信息視覺(jué)監(jiān)測(cè)nullnull與 病蟲(chóng)害識(shí)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(shù)的優(yōu)勢(shì) 及時(shí)null確地獲取目nullnull征信 息 并從實(shí)際出發(fā) 構(gòu)建科學(xué)合理的數(shù)學(xué)模型 最null 采用正確的分null或識(shí)別nullnull分析null理模型 得出結(jié) 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(tái) 智慧農(nóng)業(yè)null平臺(tái)作為實(shí)現(xiàn)智能農(nóng) 業(yè)的null理null平臺(tái) 充分發(fā)揮了現(xiàn)代信息技術(shù) 如遙感 網(wǎng) null計(jì)算null人null智能 null及現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備的作用 如智能裝備null智能機(jī)器人 構(gòu)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(yíng) null理null及服務(wù) 等環(huán)null緊密結(jié)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(huì) 化服務(wù)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(shù) 構(gòu)建數(shù)字孿生設(shè)null農(nóng)業(yè)的運(yùn)行場(chǎng)景 并利用三維實(shí)景null數(shù)字化null式展現(xiàn)整個(gè)nullnull設(shè)null農(nóng)業(yè) 基地的動(dòng)態(tài)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì) 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(shí)null流null上的耦合驅(qū)動(dòng) 實(shí)現(xiàn) 設(shè)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(guò)智慧農(nóng)業(yè)null平臺(tái)實(shí)現(xiàn) 對(duì)nullnull生null過(guò)null中信息的采集 匯總 存儲(chǔ)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(wù) 完善追溯null注null 范null系null業(yè)務(wù)流null 促進(jìn)null 產(chǎn)品向品牌化發(fā)展 3 2 智能灌溉null 一null化技術(shù) 智能灌溉nullnull一null化 技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(guò)遠(yuǎn)nullnullnull技術(shù)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(fèi) 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(shù)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(shí)自動(dòng)啟動(dòng)灌溉系統(tǒng) 為nullnull進(jìn)行適量的灌溉 4 并 通過(guò)精nullnullnull技術(shù) 根據(jù)土壤null植物葉null的養(yǎng)分分 析 確定灌溉時(shí)null 用null量nullnullnull量 實(shí)現(xiàn)對(duì)nullnull的 精nullnullnull 滿足nullnull生null的需求 減少養(yǎng)分的浪費(fèi)null 環(huán)境污染 3 3 智慧溫室設(shè)null與技術(shù) 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(shè)null 通過(guò)各種傳感 器對(duì)溫室內(nèi)的環(huán)境因子進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 如溫度 濕 度 光照強(qiáng)度 CO 2 濃度null及營(yíng)養(yǎng)液濃度等 并配備 多種執(zhí)行系統(tǒng) 如天窗通風(fēng)系統(tǒng) 屋面玻璃沖洗系 統(tǒng) 機(jī)器人自動(dòng)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(cè)到的環(huán)境因子數(shù)據(jù) 自動(dòng) 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(yàn) 病蟲(chóng)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(wú)土栽培技術(shù) null培技術(shù)等進(jìn)行nullnull栽培 實(shí)現(xiàn)提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量 產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益 實(shí)現(xiàn)nullnull nullnull 降低成本 并且不受地域 溫度null及時(shí)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(dòng)化null種機(jī)械 實(shí)現(xiàn)了種植全過(guò)nullnull理 并對(duì) 溫室環(huán)境進(jìn)行智能分析null預(yù)測(cè) 根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)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(xiàn) 1 鄒廣眾 智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培技術(shù)應(yīng)用方向的研究 J 中國(guó)農(nóng)機(jī)監(jiān)理 2022 05 35 37 2 蔬菜栽培與智慧農(nóng)業(yè)團(tuán)隊(duì) J 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021 48 09 12 3 畢敬平 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蔬菜栽培技術(shù)要點(diǎn)與智慧農(nóng)業(yè)發(fā) 展趨勢(shì) 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(shù)應(yīng)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(shù)中智慧農(nóng)業(yè)及機(jī)械的應(yīng)用策 略 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 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