毛奕涵 章呈陽

番茄營養(yǎng)豐富、酸甜多汁，深受人們喜愛，因此市場需求巨大。傳統(tǒng)的番茄種植方式費時費力，并且依賴農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的個人經(jīng)驗判斷其生長狀況（如光照、水分、肥度、溫度等）。由于缺乏規(guī)范系統(tǒng)的管理，番茄品質(zhì)差異較大，導致市場核心競爭力不強。

為了解番茄品質(zhì)的相關信息，在江蘇省農(nóng)科院信息中心，我們20多位小學生對生長于智慧農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境下的“桃太粉”“鳳珠”“露比”這3種番茄進行了全面的“體檢”。當互聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)相結合，它們會結出怎樣的番茄果實呢？這種高科技的農(nóng)業(yè)模式又是如何運作的？帶著這些疑問，我們團隊開始了研究。

探究過程

1.實驗法

為了研究智慧農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境下種植的番茄品質(zhì)，我們選擇“桃太粉”（大番茄）、“鳳珠”（橢圓番茄）和“露比”（圓番茄）這3種番茄作為實驗對象進行研究。5組學生分別用電子秤測量“桃太粉”的質(zhì)量，用游標卡尺測量“鳳珠”和“露比”的縱徑和橫徑，用甜度計測量3種番茄的甜度，并得出5組數(shù)據(jù)。通過測量的數(shù)據(jù)，對比分析3種番茄質(zhì)量、果徑和甜度的變化規(guī)律。

表1的數(shù)據(jù)顯示，“桃太粉”的質(zhì)量為200克左右，甜度為3%～5%，差異并不顯著;“鳳珠”的橫徑在25毫米左右，縱徑在34毫米左右，甜度為7%～10%，5組數(shù)據(jù)差異較小;“露比”的縱徑和橫徑都在35毫米左右，甜度為7%～9%，數(shù)據(jù)沒有明顯差異。所有數(shù)據(jù)表明，同一類果實的各類品質(zhì)指標沒有明顯差異，或應歸功于規(guī)范統(tǒng)一的智能調(diào)控生長機制。

2.文獻分析法

通過數(shù)據(jù)對比分析，我們發(fā)現(xiàn)在智慧農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境下種植的3種番茄在質(zhì)量、果徑、甜度等方面的品質(zhì)表現(xiàn)非常均衡、穩(wěn)定。那么，智慧農(nóng)業(yè)溫室是如何實現(xiàn)這一切的呢？帶著這些疑問，我們查閱了一些論文，了解了智慧農(nóng)業(yè)溫室種植番茄的大致過程。

番茄種植的智能化管理，是通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能信息管理系統(tǒng)及反饋處置系統(tǒng)三大系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相當于“情報官”，由基于物聯(lián)網(wǎng)技術的一系列傳感器及攝像頭組成，用于采集番茄的溫室微環(huán)境數(shù)據(jù)，比如光照強度、空氣溫度、土壤溫度、土壤濕度、土壤肥料含量等，以及番茄生長情況的信息，比如果徑大小、葉片斑枯病、葉片早疫病、葉霉病、葉表溫度等。傳感器及攝像頭采集數(shù)據(jù)后，就會將數(shù)據(jù)“報告”給智能信息管理系統(tǒng)。

智能信息管理系統(tǒng)相當于“司令官”，它在收到采集數(shù)據(jù)后，就會把這些數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)標準化數(shù)據(jù)進行對比判斷。如果采集的數(shù)據(jù)超出標準化數(shù)據(jù)的許可范圍，系統(tǒng)就會作出決策，并向反饋處置系統(tǒng)發(fā)出指令。比如，采集的數(shù)據(jù)顯示溫室內(nèi)溫度過低，番茄要凍壞了，這時候需要給溫室加溫。另外，通過分析番茄的生長信息，也可以及時了解番茄的生長狀態(tài)和健康狀況，并作出相應的處置。

反饋處置系統(tǒng)相當于“執(zhí)行官”，它按照“司令官”發(fā)出的指令進行適當?shù)奶幹?。比如光照強度低了，就會開啟溫室內(nèi)的補光燈，提高光照強度;反之，如果光照過強，則會使用溫室頂部的遮光簾，來降低光照強度。空氣溫度低了，就開啟增溫設備，提升氣溫。土壤濕度不足了，就會啟動水肥機，利用滴灌系統(tǒng)給缺水的番茄進行滴灌。土壤肥料含量不足了，也要啟動水肥機為番茄滴灌。

探究結論

近年來，為了減輕人力勞動的負擔，同時也是為了提高農(nóng)作物的品質(zhì)，人們應用物聯(lián)網(wǎng)技術，把各類傳感器甚至是巡檢機器人設置在溫室大棚里，以替代人力勞動，并通過信息管理系統(tǒng)自動判斷，利用水肥機等裝置進行處置，這樣大大提高了工作效率，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和精準化。

通過3種番茄的實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，我們發(fā)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)溫室番茄品質(zhì)的穩(wěn)定性和均衡性，歸功于智慧農(nóng)業(yè)三大系統(tǒng)的有效運作：“情報官”及時準確地收集“情報數(shù)據(jù)”;“司令官”根據(jù)“情報信息”作出準確的判斷，并向“執(zhí)行官”發(fā)出指令;而“執(zhí)行官”則準確地執(zhí)行“司令官”的指令，從而把作物管理從“經(jīng)驗”上升到“科學”，才確保了番茄品質(zhì)的穩(wěn)定性和均衡性。

（責任編輯：陸艷）