摘要：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。大棚蔬菜種植是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的又一次革命，但近年來發(fā)展遇到諸多瓶頸。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在大棚農(nóng)業(yè)種植中有著廣泛應(yīng)用，本文從大棚蔬菜農(nóng)業(yè)種植的各個環(huán)節(jié)，闡述了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用，對相應(yīng)國內(nèi)外研究具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng) 大棚蔬菜

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5336（2013）18-0043-02

1 農(nóng)業(yè)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)及大棚蔬菜種植概述

物聯(lián)網(wǎng)，即通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用形成了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化提供了前所未有的機(jī)遇，同時農(nóng)業(yè)的發(fā)展也為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了廣闊的應(yīng)用平臺。

大棚蔬菜種植源于上世紀(jì)九十年代的山東壽光，甫一推出，迅速席卷全國，一場冬季蔬菜生產(chǎn)的“綠色革命”由此發(fā)端，毫不夸張的說大棚蔬菜種植是當(dāng)代中國農(nóng)業(yè)的第二次革命，大棚蔬菜種植對調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)農(nóng)民可持續(xù)增收、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，推動了現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。它的出現(xiàn)豐富了城鄉(xiāng)人民的“菜籃子”，使人們吃上反季節(jié)蔬菜成為現(xiàn)實，深受人們喜愛。然而，由于大棚蔬菜生產(chǎn)自身特點所致，蔬菜生產(chǎn)過程中存在著過度重茬現(xiàn)象，導(dǎo)致土傳病害嚴(yán)重，另外盲目濫用肥料、管理靠不住跟不上等容易造成病害加重，另外還存在高毒農(nóng)藥使用過度、受天氣等自然條件影響大以及蔬菜品種單一、大棚功能單一等問題，在一定程度上限制了大棚蔬菜的生產(chǎn)和發(fā)展，導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量受到較大的影響，生產(chǎn)潛力不能有效提升，經(jīng)濟(jì)效益低下，嚴(yán)重挫傷了廣大農(nóng)民的積極性。

2 現(xiàn)階段大棚蔬菜種植存在的問題

如上所述，現(xiàn)階段大棚蔬菜種植遇到較多問題，生產(chǎn)發(fā)展受到限制。這些問題不是單一存在的，而是多重因素疊加效應(yīng)導(dǎo)致，具體來說現(xiàn)階段大棚蔬菜種植存在如下問題：

2.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題日益突出

大棚蔬菜種植時間越長，生態(tài)環(huán)境問題越突出，特別是土壤質(zhì)量的退化問題日趨嚴(yán)重。這主要表現(xiàn)在兩個方面：

一是農(nóng)藥殘留直接限制了大棚蔬菜優(yōu)質(zhì)化的發(fā)展。大棚環(huán)境極為特殊，特殊的環(huán)境條件使得病蟲害較易發(fā)生，因而農(nóng)藥施用量相應(yīng)上升。但同時特殊的環(huán)境改變了農(nóng)藥在土壤中的消解過程和行為，農(nóng)藥大棚土壤里的消解速度明顯下降，這一升一降導(dǎo)致農(nóng)藥在土壤中積累加劇，形成土壤殘留性農(nóng)藥。這類農(nóng)藥化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，因而在較長時間內(nèi)殘留于土壤中，施用過量或不合理，會被蔬菜吸收，在蔬菜中造成積累，影響蔬菜品質(zhì)，進(jìn)而影響食用者的健康，成為發(fā)展優(yōu)質(zhì)大棚蔬菜的制約因素。

二是重茬導(dǎo)致土傳病害嚴(yán)重。大棚蔬菜種植中存在嚴(yán)重重茬現(xiàn)象，每年或每季都種植同一種蔬菜。重茬現(xiàn)象主要是由種植習(xí)慣、市場性逐利、生產(chǎn)條件受限等造成的。重茬對土地的危害極大，先是會造成土壤中營養(yǎng)元素平衡被破壞、土壤微生物群落異化，而后會導(dǎo)致土壤性能惡化，病原在土壤中積累增多，使得根腐病、莖基腐病、青枯病、枯萎病、根結(jié)線蟲等各類土傳病蟲害逐年加重，最終導(dǎo)致蔬菜產(chǎn)量逐年降低。

2.2 大棚蔬菜種植過程中科技化、信息化程度低，勞動強(qiáng)度大

經(jīng)過二十多年的探索發(fā)展，我國大棚蔬菜種植設(shè)施和種植技術(shù)已較為先進(jìn)。但大棚蔬菜競爭力的強(qiáng)弱最終取決于其科技水平的高低，我國大棚蔬菜種植還主要是散戶種植，存在著科技水平低、信息化程度低、機(jī)械化程度不高的現(xiàn)象，如人工灌溉，既費時費力，效果還差，與微噴微滴灌技術(shù)比較，差距較大。這些不足不但不利于蔬菜品質(zhì)的提升，而且直接導(dǎo)致從事大棚蔬菜種植的菜農(nóng)勞動時間長、強(qiáng)度大的問題較為突出，加之受大棚封閉小環(huán)境的影響，菜農(nóng)常受各種職業(yè)病的困擾，致使他們的健康質(zhì)量和生活質(zhì)量雙雙下降。同時，這種粗放種植、粗放管理的方式也相應(yīng)增加了蔬菜的生產(chǎn)成本，降低了大棚蔬菜的競爭力。

2.3 大棚蔬菜種植受氣象條件影響較大、生產(chǎn)較為脆弱

大棚蔬菜種植處于較為密閉的小生態(tài)環(huán)境之中，受外界環(huán)境影響較大，生態(tài)系統(tǒng)脆弱。其中最主要的因素就是氣象條件，大棚的溫度、濕度、降水、風(fēng)強(qiáng)度、日照程度等與大棚蔬菜種植有著十分密切的關(guān)系，如低溫、強(qiáng)冷空氣、大風(fēng)、大雪、冰雹等惡劣的天氣，將會危害大棚內(nèi)作物的生長和發(fā)育，更有甚者還會對大棚的棚膜造成傷害。另外，惡劣的天氣也會誘發(fā)病蟲害，造成大棚蔬菜多方面受損。

此外，大棚蔬菜也存在著過分注重初級產(chǎn)品的銷售，深加工少，附加值低，產(chǎn)、供、銷一體化經(jīng)營鏈條尚不完善等問題。

3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在大棚蔬菜種植中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在大棚蔬菜種植中有應(yīng)用廣泛，從種植準(zhǔn)備階段、種植和生長階段以及蔬菜收獲階段，都可以應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。

在種植準(zhǔn)備的階段，我們可以在大棚布置很多的傳感器，實時采集大棚內(nèi)的環(huán)境因子，包括：空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)信息及視頻圖像信息，再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆O(shè)施農(nóng)業(yè)智能專家系統(tǒng)，選擇合適的蔬菜種類，并對不適合作物生長的環(huán)境條件自動告警，為后續(xù)處理提供幫助。

在種植和生長階段，可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段采集溫度、濕度的信息，進(jìn)行高效的管理，從而應(yīng)對環(huán)境的變化；可以通過建立設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生模型，利用智能算法，實現(xiàn)對病蟲害預(yù)測預(yù)報，并進(jìn)行有針對性的防治指導(dǎo)；可以通過遠(yuǎn)程設(shè)施控制系統(tǒng)實現(xiàn)對加熱器、卷膜機(jī)、通風(fēng)機(jī)、滴灌等設(shè)備遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)設(shè)施的遠(yuǎn)程手動或自動控制，提高效率，節(jié)省人工；可以通過蔬菜生長適宜時間累積，病蟲害適宜時間累積，及生產(chǎn)活動跟蹤狀況對大棚蔬菜管理情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控；也可以通過設(shè)施農(nóng)業(yè)專家和大棚蔬菜長勢信息平臺的便捷互動，實現(xiàn)信息的及時溝通、反饋；如遇到災(zāi)害性天氣，如低溫天氣，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有兩個方面的應(yīng)用，一方面通過手機(jī)短信向種植戶發(fā)送預(yù)警，另一方面通過遠(yuǎn)程智能控制方式操控加溫設(shè)施，實現(xiàn)增溫，化解低溫帶來的不利因素。

在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進(jìn)行采集，反饋到前端，從而在蔬菜收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測算。同時利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)延伸大棚蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈條，指導(dǎo)蔬菜深加工，提高蔬菜附加值，對接產(chǎn)、供、銷一體化經(jīng)營鏈條。

4 結(jié)語

在大棚溫室這個小環(huán)境里，每個溫室都可以成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個測量控制區(qū)，利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用不同的傳感器節(jié)點和具有簡單執(zhí)行機(jī)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)大棚蔬菜的綜合測控，如測量土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等來獲得大棚蔬菜生長的最佳條件，通過模型分析、自動調(diào)控溫室環(huán)境、控制灌溉和施肥作業(yè)，同時發(fā)布預(yù)警信息，實現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。總之，應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，既可以增加蔬菜產(chǎn)量，又可以改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益，增加菜農(nóng)收入。

參考文獻(xiàn)

[1]文黎明，龍亞蘭.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（15）：54.

[2]管繼剛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.通信管理與技術(shù)，2010（3）：24-27.

[3]王曉敏.面向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計.福建電腦，2010（3）：107-108.