李慶華

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求努力提高土地產(chǎn)能，變資源高耗型農(nóng)業(yè)為資源高效型農(nóng)業(yè)。突破水肥資源約束，以節(jié)水科技服務(wù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，是提高土地產(chǎn)能、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵一環(huán)。大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，控制農(nóng)業(yè)用水總量，推動實施化肥施用量零增長行動，提高水肥資源利用效率，加快推進(jìn)水肥一體化工作，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在此戰(zhàn)略背景下，水肥一體化技術(shù)和智慧農(nóng)業(yè)的探索，逐漸在蔬菜種植、無土栽培等領(lǐng)域得到推廣普及。

一、農(nóng)業(yè)蔬菜栽培技術(shù)的基本內(nèi)涵

無論在任何時期、任何地域，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展都起到了至關(guān)重要的作用。自改革開放以來，我國居民生活水平不斷提升，人們對食品也有了新的要求，改善農(nóng)業(yè)種植技術(shù)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在當(dāng)前眾多栽培技術(shù)中，溫室大棚技術(shù)是我國應(yīng)用最廣泛的一種栽培技術(shù)。采用溫室大棚技術(shù)種植蔬菜，一方面可以促進(jìn)蔬菜健康生長；另一方面可以提升蔬菜的質(zhì)量與產(chǎn)量。

二、農(nóng)業(yè)蔬菜種植的具體特點

智能蔬菜種植的相關(guān)優(yōu)勢表現(xiàn)在以下三個主要領(lǐng)域：

第一，過去種植業(yè)以人力資本為主，效率低，人力資本投入高。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植中，農(nóng)業(yè)設(shè)備的興起取代了人工育種，蔬菜種植向工業(yè)化和機(jī)械自動化發(fā)展。機(jī)械設(shè)備的普及，一方面可以提高蔬菜種植效率；另一方面，它可以盡可能減少勞動力資源投入，間接降低種植成本。

第二，當(dāng)前蔬菜種植實現(xiàn)了精準(zhǔn)營銷推廣。根據(jù)不同地區(qū)條件選擇不同的蔬菜種植方式，既能充分滿足銷售市場發(fā)展的需要，又能兼顧市場供需，及時糾正作物種植發(fā)展趨勢。

第三，蔬菜大棚種植技術(shù)長期以來廣泛應(yīng)用于蔬菜種植領(lǐng)域，也是生活中最常見的種植技術(shù)。在實際操作中得到農(nóng)民的認(rèn)可和青睞，可以保證蔬菜在良好的環(huán)境下健康生長，可以大大提高蔬菜的品質(zhì)。

三、農(nóng)業(yè)蔬菜栽培的主要因素

1、土地因素

無土栽培技術(shù)是優(yōu)良的種植技術(shù)之一，但對技術(shù)、機(jī)械、設(shè)備、環(huán)境要求較高，不適合所有室內(nèi)種植環(huán)境，因此尚未得到廣泛應(yīng)用。目前，蔬菜種植在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的主要應(yīng)用方式是土層種植。土壤是蔬菜的重要介質(zhì)，土壤的質(zhì)量直接影響蔬菜的生長水平。因此，專業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民需要在種植前對土壤層進(jìn)行分析，并有效利用土壤層的優(yōu)勢來執(zhí)行蔬菜種植的任務(wù)。

2、區(qū)域因素

我國的土地總面積很廣，南部和北部的氣候差異很大，這也對蔬菜的種植和生長造成了不同的危害。因此，我國各地的食品原料增長具有一定的區(qū)域特征。農(nóng)民應(yīng)在具體的蔬菜種植工作中結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、土壤類型和季節(jié)差異，制定科學(xué)合理的方法，以滿足一定地區(qū)蔬菜的生長要求。

3、增長周期的時間要素

蔬菜的種植和生長受到生長周期的影響。兩種蔬菜同時種植通常有互助和約束的關(guān)系。農(nóng)民應(yīng)適當(dāng)掌握蔬菜的生長規(guī)律，綜合區(qū)域條件，提前制定蔬菜種植計劃。

四、智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)類型

1、環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

智能農(nóng)業(yè)使用傳感器收集有關(guān)作物生長、土壤層和氣候的相關(guān)信息，并將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ呕?，然后傳輸?shù)皆茢?shù)據(jù)庫。它利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)構(gòu)建農(nóng)牧業(yè)數(shù)據(jù)模型，包括蔬菜生長、灌溉、疾病實體模型、溫室控制模型等，還可以同步控制灌溉和水肥一體化機(jī)械設(shè)備，檢測設(shè)備生產(chǎn)過程中各種設(shè)備的運(yùn)行情況，根據(jù)手機(jī)應(yīng)用軟件、PC 等實時查看蔬菜的生長情況，完成農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化。

2、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是指對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)技術(shù)核心概念、技術(shù)和方法的實踐探索。當(dāng)涉及農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)過程時，根據(jù)衛(wèi)星遙感技術(shù)收集蔬菜生長環(huán)境下各種性能指標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，并將其上傳到本地或云數(shù)據(jù)庫，分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的歷史記錄和實時監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，提高農(nóng)業(yè)總種植面積、進(jìn)度、生產(chǎn)、自然條件和災(zāi)害抗壓強(qiáng)度的相關(guān)監(jiān)測水平。大農(nóng)戶可以在作物生長過程中有效避免氣候災(zāi)害，有效選擇適當(dāng)科學(xué)合理的控制方法和種植技術(shù)，從前面到后面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和產(chǎn)量。

3、人工智能應(yīng)用

人工智能應(yīng)用主要應(yīng)用智能監(jiān)測系統(tǒng)，可以預(yù)測和分析氣候和作物產(chǎn)量，預(yù)防和控制疾病等，主要使用機(jī)器視覺和圖像識別技術(shù)?，F(xiàn)階段，人工智能技術(shù)的各種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)應(yīng)用于智能農(nóng)業(yè)制造的各個階段，主要包括智能灌溉自動控制系統(tǒng)、土壤水分實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、土壤成分和肥料效率、種子質(zhì)量評估、疾病預(yù)防、智能溫室大棚設(shè)備的調(diào)整等，以及人工智能應(yīng)用開發(fā)的瓜果蔬菜采摘機(jī)器人、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)備的自動檢索等。

4、3S 技術(shù)簡介

地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）統(tǒng)稱為3S 技術(shù)。GIS 用于空間數(shù)據(jù)可視化的查詢、分析和綜合處理，RS 可大范圍獲取地物信息的特征和變化，GPS 可以快速定位并獲取準(zhǔn)確的位置信息。三者緊密結(jié)合為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了重要技術(shù)手段。3S 技術(shù)在農(nóng)作物估產(chǎn)、動植物長勢監(jiān)測、病蟲害預(yù)報、定量施肥與灌溉、農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、土地資源退化監(jiān)測、土壤適宜性評價等方面有著廣闊的發(fā)展前景。

五、智慧農(nóng)業(yè)在蔬菜栽培生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用

在溫室或塑料大棚蔬菜栽培生產(chǎn)中采用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，可以實時監(jiān)測蔬菜，特別是可以實時了解蔬菜生長所需溫度和濕度，便于種植戶及時調(diào)整，保證具有適宜各類蔬菜健康生長的溫度與濕度條件。而且，還可以實時監(jiān)測設(shè)施內(nèi)蔬菜生長狀況和營養(yǎng)狀況，便于管理人員根據(jù)蔬菜生長的需要，適時地進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)給，以保證蔬菜的健康生長，并解決蔬菜在生產(chǎn)中遇到的問題。

利用現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)可以讓蔬菜始終處于良好的生長狀態(tài)。在蔬菜銷售領(lǐng)域利用現(xiàn)代化的智能技術(shù)，能實現(xiàn)企業(yè)利用條形碼向顧客傳達(dá)各類蔬菜的信息，可進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品溯源。高質(zhì)量的蔬菜能得到消費(fèi)者的認(rèn)同，在一定程度上樹立品牌形象，增加種植戶的經(jīng)濟(jì)收入。目前蔬菜栽培中智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用主要包括以下幾方面：

1、智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用

①蔬菜生長全過程的智慧感知

智能傳感系統(tǒng)主要由物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸終端設(shè)備組成。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備負(fù)責(zé)采集蔬菜種植區(qū)的氣體溫度、濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)被發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸終端設(shè)備。傳輸終端設(shè)備匯總多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件推送的數(shù)據(jù)，然后打包上傳到虛擬機(jī)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以在長時間無人狀態(tài)下工作。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以通過手機(jī)、電腦、PC 或其他移動互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器和設(shè)備隨時隨地進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，釋放大量人力資本，同時確保蔬菜生長的正常自然環(huán)境。

②智慧農(nóng)業(yè)云平臺

根據(jù)實時動態(tài)測試和分析，現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺可以在所有運(yùn)營點實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。根據(jù)蔬菜種植不同區(qū)域分布的傳感器連接點，不斷獲取數(shù)據(jù)，主動發(fā)送給操作員進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，并根據(jù)時間范圍編制蔬菜生長過程中各種主要參數(shù)的數(shù)據(jù)分析表。用戶可以實時控制蔬菜生長的自然環(huán)境中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并立即制定生產(chǎn)計劃。在這個過程中，它還可以提供智能預(yù)警。通過分析物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器技術(shù)，根據(jù)蔬菜作業(yè)現(xiàn)場采集的環(huán)境數(shù)據(jù)，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值類別主動上報和提示，有效調(diào)整蔬菜作業(yè)現(xiàn)場的自然環(huán)境數(shù)據(jù)，操作現(xiàn)場精密機(jī)械制造。

同時，農(nóng)產(chǎn)品溯源和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是蔬菜種植、生產(chǎn)和銷售全過程的保障。蔬菜食品溯源可以實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)中數(shù)據(jù)的采集、歸納、存儲和解決，完成覆蓋蔬菜種植、粗加工、預(yù)包裝食品、商品流通、零售等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵功能分析。為公司提供跟蹤新項目的靈活配置和個性化系統(tǒng)軟件開發(fā)，為用戶提供跟蹤標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)和業(yè)務(wù)流程再造服務(wù)項目，以實現(xiàn)蔬菜產(chǎn)品品牌化、從田間到餐桌、全程跟蹤到底的總體目標(biāo)。農(nóng)牧業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)科研專家遠(yuǎn)程控制，處理農(nóng)民的各種問題。它是一種計算機(jī)語言系統(tǒng)軟件，模擬權(quán)威的人類專家來處理農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的問題。根據(jù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它可以分析環(huán)境因素和蔬菜的生長情況，為操作員提供建議和指導(dǎo)，執(zhí)行日常任務(wù)，減少處理農(nóng)牧業(yè)問題的時間。

2、智慧灌溉水肥一體化

水肥一體化技術(shù)集灌溉和施肥于一體。根據(jù)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和管道壓力系統(tǒng)軟件，在灌溉的前提下，肥料將根據(jù)蔬菜的需要與農(nóng)田灌溉均勻混合，然后轉(zhuǎn)移到蔬菜的根或葉上，水分和養(yǎng)分將均勻、準(zhǔn)確地分配到蔬菜上，完成水肥一體化，肥料隨水流動。

不同作物在生長期所需的水量和肥料量應(yīng)根據(jù)不同生長期的不同需求立即分配給蔬菜。水肥智能集成可以利用智能傳感器技術(shù)通過物聯(lián)網(wǎng)收集的蔬菜工作環(huán)境的氣候數(shù)據(jù)，計算蔬菜的情況或每個生長期的需求，并確定灌溉時間、需水量和肥料消耗量。它可以滿足不同蔬菜不同生長環(huán)節(jié)的需要。在蔬菜種植和生產(chǎn)中，它可以節(jié)約水、肥料、時間和勞動力，并且安全高效。

3、智慧溫室設(shè)施蔬菜生產(chǎn)

由于四季氣溫變化大，在冬天難以適應(yīng)蔬菜生產(chǎn)需要。利用現(xiàn)代化的溫室、大棚蔬菜種植技術(shù)，可以為種植戶提供適宜的種植環(huán)境，讓其在一定程度上維持正常的生長狀況，提高農(nóng)民的生產(chǎn)效益和質(zhì)量。通過控制溫室大棚的溫度、空氣、光照、二氧化碳、水分、養(yǎng)分等調(diào)控設(shè)施內(nèi)小氣候，滿足蔬菜對生長環(huán)境中溫、光、水、肥、氣的需求，實現(xiàn)溫室種植生產(chǎn)的高效自動化和精準(zhǔn)化管理，顯著提升設(shè)施蔬菜的均一性和商品性，真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、提質(zhì)增效的目標(biāo)。在設(shè)施蔬菜種植中采用無土栽培技術(shù)，根據(jù)各類蔬菜在不同生長期的需求配制營養(yǎng)液，能有效調(diào)控植物養(yǎng)分的攝取量，有效增加植物的資源利用，減少病害的發(fā)生。

目前，的設(shè)施蔬菜栽培采用無土栽培技術(shù)、水培技術(shù)生產(chǎn)的葉菜類產(chǎn)品表現(xiàn)出優(yōu)產(chǎn)、高產(chǎn)、低人工成本、節(jié)肥節(jié)水等特點。蔬菜溫室種植技術(shù)已在部分地區(qū)代替了傳統(tǒng)種植模式，不再受地域、溫度和時間的限制。

近年來，智能耕種技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)耕種技術(shù)。自動化點種機(jī)械從基質(zhì)裝盤到精準(zhǔn)播種、覆土壓實全程自動化，提高了育苗效率；自動化蔬菜移栽機(jī)實現(xiàn)苗盤輸送、取苗、投苗、栽植、覆土、壓實、苗盤回收全過程。蔬菜設(shè)施種植過程中，智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)不僅可以自動采集蔬菜大棚中的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等各項環(huán)境參數(shù)，還能實時獲取作物生長信息數(shù)據(jù)，根據(jù)各類信息數(shù)據(jù)的反饋，實現(xiàn)對生產(chǎn)園區(qū)自動化灌溉、溫度管理、施肥等一系列的自動化控制。

4、建設(shè)基地

①建設(shè)展示基地。在重點農(nóng)業(yè)示范基地和蔬菜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化示范基地中建立蔬菜種植新技術(shù)、新模式展示區(qū)。此外，還應(yīng)建設(shè)科學(xué)技術(shù)推廣項目對接基地。展示基地以縣級、鎮(zhèn)級農(nóng)技中心為主體，合作社為輔助的形式展示栽培，主要是由縣支持建設(shè)，通過展示不同鎮(zhèn)區(qū)的種植成果，提高科技種植的應(yīng)用水平，可以讓農(nóng)戶直觀觀摩到蔬菜種植成果，讓農(nóng)戶更加全面地了解到最新栽培技術(shù)。

②建設(shè)試驗基地。在農(nóng)業(yè)示范園中，建立蔬菜新品種、新模式、新技術(shù)等試驗基地，將試驗基地與科研院校做有效對接。試驗基地以科研單位為建設(shè)主體開展試驗內(nèi)容?？蒲袉挝坏男鲁晒荒荞R上投入栽培，應(yīng)提前對其開展實地試驗工作。不僅是為了檢驗技術(shù)在本區(qū)域的適應(yīng)性，還是為了提高技術(shù)在區(qū)域的技術(shù)成熟度和適用層次性。

③建設(shè)示范帶動基地。在主要蔬菜種植區(qū)應(yīng)及時展開新品種推廣工作，建立蔬菜新技術(shù)、新模式等示范帶動基地，為推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)拓寬道路。由當(dāng)?shù)劓?zhèn)村組織建設(shè)農(nóng)業(yè)示范帶動基地，以示范農(nóng)戶或合作為展示主體進(jìn)行帶動種植。通過示范農(nóng)戶的實際種植情況展示基地技術(shù)的成熟程度。

六、蔬菜栽培技術(shù)的發(fā)展與問題探討

1、蔬菜生產(chǎn)技術(shù)的革新力度不夠

部分地區(qū)對現(xiàn)代蔬菜種植技術(shù)的模仿和借鑒泛濫，缺乏適應(yīng)本地蔬菜栽培的技術(shù)革新，致使技術(shù)推廣的成效很難實現(xiàn)。需特別指出的是，在種植技術(shù)上要根據(jù)各地氣候、環(huán)境條件，進(jìn)行有目的改良，避免出現(xiàn)栽培技術(shù)使用不合理與不適應(yīng)的情況。目前，由于科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，在蔬菜種植和經(jīng)營中出現(xiàn)了許多新的技術(shù)和裝備，而新技術(shù)的普及推廣較難做到大面積應(yīng)用。在蔬菜生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)自動化機(jī)械新技術(shù)、新裝備等的推廣難度較大，在一定程度上制約了我國無公害蔬菜、綠色蔬菜等高品質(zhì)蔬菜的發(fā)展。

2、強(qiáng)化智慧農(nóng)業(yè)下的蔬菜種植技術(shù)發(fā)展策略

①拓寬現(xiàn)代蔬菜種植技術(shù)的推廣范圍

隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民對生活質(zhì)量的要求越來越高，為了滿足當(dāng)前的市場需要，必須進(jìn)一步充實和改進(jìn)蔬菜種植技術(shù)。在推廣蔬菜技術(shù)的過程中，除了要大力推行技術(shù)外，還必須加大宣傳力度，適應(yīng)市場變化，為種植戶提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

②促進(jìn)蔬菜栽培生產(chǎn)的機(jī)械化

蔬菜生產(chǎn)的機(jī)械化發(fā)展是大勢所趨，農(nóng)業(yè)技術(shù)工作者可以針對植物的生理節(jié)律和外部條件，開發(fā)各種功能齊全的農(nóng)藝裝備，提高蔬菜產(chǎn)量，進(jìn)一步改善和優(yōu)化的蔬菜產(chǎn)量。但是仍有一些地方采用傳統(tǒng)的種植模式，存在很大的危險且收益較低。應(yīng)加大對農(nóng)機(jī)的研究力度，開發(fā)出更容易推廣和更簡便的農(nóng)機(jī)，推動蔬菜種植的傳統(tǒng)模式逐漸朝著現(xiàn)代化、智慧化方向發(fā)展。

③推動蔬菜種植技術(shù)發(fā)展的設(shè)想

將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的種植管理技術(shù)和智慧農(nóng)業(yè)的理念相融合，以創(chuàng)新的方法融入蔬菜生產(chǎn)中。專業(yè)技術(shù)人員給種植戶講解種植方法及要點，并長期提供免費(fèi)的技術(shù)支持，讓蔬菜種植戶直觀感受、體驗新型栽培技術(shù)的益處。同時，加強(qiáng)對種植戶的支持和技術(shù)的培養(yǎng)，通過產(chǎn)業(yè)協(xié)會和專業(yè)合作社，組織技術(shù)骨干，定期向農(nóng)民傳授先進(jìn)的技術(shù)。

綜上，蔬菜生產(chǎn)具有地域性、季節(jié)性、專業(yè)性、復(fù)雜性等特點，不同種類的蔬菜具有不同的生產(chǎn)管理流程。為了實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)管理專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，提高生產(chǎn)管理的效率，應(yīng)打造符合蔬菜栽培生產(chǎn)自身特點的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，可對蔬菜全生產(chǎn)流程的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化、智能化管理，包括規(guī)劃生產(chǎn)流程、自動化任務(wù)管理、即時溝通交流、巡園監(jiān)督管理、病蟲害圖像識別、農(nóng)資投入品管理等全方位管理，提升蔬菜生產(chǎn)的專業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化水平。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和融合的不斷深入，智能技術(shù)一定會助推蔬菜產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量快速發(fā)展。