殷玥 方逵 易胤

[摘要]西瓜是一種典型的農(nóng)作物，西瓜種植的精細(xì)化管理可以有效提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。通過將西瓜種植過程中的選苗、澆水、施肥和采收等步驟轉(zhuǎn)化為種植標(biāo)準(zhǔn)化流程，構(gòu)建了一套西瓜種植標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字模型，為西瓜的種植提供科學(xué)高效的信息化管理。

[關(guān)鍵詞]西瓜種植;標(biāo)準(zhǔn)化;精細(xì)化;物聯(lián)網(wǎng);數(shù)字模型

[中圖分類號(hào)]S651[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

1? ? 引言

精細(xì)農(nóng)業(yè)是20世紀(jì)80年代末由美國、加拿大的一些農(nóng)業(yè)科研部門提出的，并在國家政策的支持下，大力推廣精細(xì)化管理的建設(shè)和應(yīng)用。在瓜果種植業(yè)精細(xì)化管理方面，美國充分結(jié)合了GPS、GIS和RS等高端的信息技術(shù)，大大提高了精細(xì)化管理水平。德國作為歐洲發(fā)達(dá)農(nóng)業(yè)的典型范例，他們采用一套集種植和經(jīng)營于一體的全程服務(wù)軟件用于精細(xì)化管理，提高了勞動(dòng)效力。

我國啟動(dòng)瓜果種植的精細(xì)化管理系統(tǒng)研究和應(yīng)用相對(duì)較晚，初步的研究也取得了一定的成就，如付兵等人通過進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法預(yù)測(cè)瓜果病蟲害，構(gòu)建生產(chǎn)智能管理平臺(tái)、專家診斷服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)和溯源交易平臺(tái)，但是這些平臺(tái)的適用范圍小，利用效率較低，操作成本大，在使用的過程中仍然困難重重。還有部分的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方，其管控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和結(jié)合了RFID、3G、ZigBee等物聯(lián)網(wǎng)的一系列的信息技術(shù)，充分展示了精細(xì)化管理系統(tǒng)的高效之處，也起到了精細(xì)合理施肥、預(yù)防自然災(zāi)害和病蟲害、降低了生產(chǎn)成本的作用。其在利用之初都是頗有成效，但是由于地理環(huán)境的限制，大規(guī)模的鋪開農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理還需要繼續(xù)尋找發(fā)展和生產(chǎn)的共性。

2? ? 農(nóng)場(chǎng)種植標(biāo)準(zhǔn)化工作體系

湖南地區(qū)的西瓜一般是在3月中、下旬開始播種育苗，但是此時(shí)正處于雨水多、梅雨季節(jié)長(zhǎng)和氣溫較低的天氣狀態(tài)中，容易出現(xiàn)死藤、坐果、瓜果畸型等問題，嚴(yán)重制約了西瓜產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。特別是，在傳統(tǒng)的種植生產(chǎn)管理?xiàng)l件下，不能及時(shí)觀察農(nóng)作物的生長(zhǎng)，對(duì)突發(fā)的問題也由于信息水平落后而無法及時(shí)與農(nóng)業(yè)專家取得溝通。通過建立西瓜種植標(biāo)準(zhǔn)化體系，提高西瓜種植信息化水平。

根據(jù)季節(jié)、品種的不同，各個(gè)階段的栽培技術(shù)要求，詳細(xì)定制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)參數(shù)，對(duì)各個(gè)栽培基地進(jìn)行詳細(xì)的栽培作業(yè)指導(dǎo)，對(duì)每一個(gè)批次和基地的農(nóng)作物相關(guān)種植工作設(shè)計(jì)相應(yīng)的計(jì)劃，形成種植標(biāo)準(zhǔn)化體系，如圖1所示。

3? ? 農(nóng)場(chǎng)種植標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)科技水平和地域的限制，我國農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)小聚群的農(nóng)事活動(dòng)的局面，農(nóng)戶之間的信息交流匱乏，也缺少與掌握先進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的專家交流，農(nóng)民主要依靠經(jīng)驗(yàn)種植農(nóng)作物，很少針對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況、病蟲害等問題進(jìn)行科學(xué)研究和分析后進(jìn)行農(nóng)業(yè)活動(dòng)。沒有合理標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程依據(jù)，一些農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)尚淺的農(nóng)戶開展了過多或過少的水肥管理活動(dòng)，造成農(nóng)作物生長(zhǎng)情況良莠不齊，損傷了農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。特別是農(nóng)作物的使用農(nóng)藥化肥方面，由于沒有合理的標(biāo)準(zhǔn)，往往是造成農(nóng)藥殘留超出合理的指標(biāo)，容易導(dǎo)致人食用后出現(xiàn)健康問題，嚴(yán)重影響了食品安全，為了保證種植的標(biāo)準(zhǔn)化，我們根據(jù)湖南地區(qū)的西瓜生長(zhǎng)習(xí)慣，梳理西瓜生長(zhǎng)各時(shí)期的標(biāo)準(zhǔn)流程。

3.1? ? 緩苗期管理（定植后1周）的標(biāo)準(zhǔn)流程（如圖2所示）

對(duì)瓜果的種植主要從栽培、溫度和水肥三個(gè)維度進(jìn)行管理。在西瓜的緩苗期，采用全覆蓋和半覆蓋栽培時(shí)，定植后立即扣好棚膜，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的基地進(jìn)行基地現(xiàn)場(chǎng)全景和經(jīng)過無線傳感器數(shù)據(jù)的導(dǎo)出進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。溫度管理：白天的溫度標(biāo)準(zhǔn)是30℃±3℃，夜間溫度標(biāo)準(zhǔn)是15℃±3℃，最低不低于5℃。濕度管理：在底墑充足的情況下，根據(jù)土壤和空氣的濕度監(jiān)測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)微調(diào)，不過，緩苗期間一般不需要澆水。栽培管理：緩苗期主要的任務(wù)是防治病蟲害，對(duì)于生長(zhǎng)情況較好的部分進(jìn)行存檔，若農(nóng)作物生長(zhǎng)情況中出現(xiàn)異常情況，可通過預(yù)警部分告知農(nóng)場(chǎng)技術(shù)員和管理員解決處理，及時(shí)將病蟲害扼殺在搖籃里。

3.2? ? 伸蔓期管理（定植后2～4周）的標(biāo)準(zhǔn)流程（如圖3所示）

伸蔓期，是相對(duì)來說較為關(guān)鍵的時(shí)期，不僅對(duì)種植基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)全景的展示，而且農(nóng)場(chǎng)員工開展日常巡檢，以保證農(nóng)作物情況的有效的掌握。溫度管理：瓜果的栽培應(yīng)該盡量采用全覆蓋和半覆蓋的方式，白天的溫度標(biāo)準(zhǔn)是25℃～28℃，夜間的溫度標(biāo)準(zhǔn)是13℃～20℃。在智慧感知模塊功能的監(jiān)測(cè)下，如果超出標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)同步進(jìn)行預(yù)警，并提示農(nóng)場(chǎng)員工解決問題;水肥管理：緩苗后需要對(duì)苗澆足量的水，以后，如土壤墑情良好時(shí)開花坐果前不再澆水，如在日常巡檢和智慧感知過程中發(fā)現(xiàn)存在干旱情況，則需要在瓜蔓長(zhǎng)30cm～40cm時(shí)再澆一次小水，可增加西瓜營養(yǎng);在伸蔓初期，結(jié)合澆緩苗水每667m2追施速效氮肥5kg，不施肥時(shí)在瓜溝一側(cè)離瓜根10cm遠(yuǎn)處開溝或挖穴施入;吊蔓：在農(nóng)場(chǎng)技術(shù)員發(fā)現(xiàn)瓜蔓長(zhǎng)30cm～40cm時(shí)，需要開始開展吊蔓工作，采用單蔓整枝的方式，及時(shí)吊蔓。并且每天都需要進(jìn)行剪除側(cè)蔓。

3.3? ? 開花坐果期管理（定植后5～8周）的標(biāo)準(zhǔn)流程（如圖4所示）

溫度管理：盡量全覆蓋栽培，必須嚴(yán)密監(jiān)控，白天溫度標(biāo)準(zhǔn)在30℃±3℃，夜間溫度標(biāo)準(zhǔn)是15℃～30℃。水肥管理：此時(shí)不再額外施加肥料，并且對(duì)澆水進(jìn)行控制。人工輔助授粉：每天早上9：00以前，農(nóng)場(chǎng)技術(shù)員可以利用授粉工具將雄花的花粉涂抹或者點(diǎn)綴在雌花的柱頭上進(jìn)行輔助授粉，授粉情況同步進(jìn)行建檔、存檔。農(nóng)場(chǎng)技術(shù)員在日常巡檢中，如果發(fā)現(xiàn)幼果長(zhǎng)至雞蛋大小，并且開始褪毛時(shí)，將開展選留果的工作。

3.4? ? 果實(shí)膨大期和成熟期管理（定植后9～11周）的標(biāo)準(zhǔn)流程（如圖5所示）

溫度管理：此時(shí)氣溫已比較高，要注意適時(shí)放風(fēng)降溫，把棚內(nèi)氣溫控制在35℃以下，但夜間溫度不得低于18℃。水肥管理：在幼果雞蛋大小開始褪毛時(shí)澆第一次水，此后當(dāng)土壤表面早晨潮濕、中午發(fā)干時(shí)再澆一次水。如此連澆2～3次水，每次澆水一定要澆足，當(dāng)果實(shí)定個(gè)（停止生長(zhǎng)）后停止?jié)菜?。結(jié)合澆第一次水追施膨瓜肥以速效化肥為主每667m2的施肥量為磷肥（P2O5）2.7kg，鉀肥（K2O）5kg，也可每667m2追施餅肥75kg，化肥以隨澆水沖施為主，盡量避免傷及西瓜的莖葉。

3.5? ? 采收期的標(biāo)準(zhǔn)流程（如圖6所示）

小果型西瓜果型小，從雌花開放到果實(shí)成熟的這段時(shí)間短。雌花開放后37～40天采收第一批瓜。采收的時(shí)間盡量選在上午的10點(diǎn)前或6點(diǎn)以后進(jìn)行，因?yàn)槲鞴显谝归g是處于低溫狀態(tài)，發(fā)散了大部分熱量，如果選擇溫度較高的時(shí)候采收將會(huì)導(dǎo)致西瓜溫度過高而加速呼吸，會(huì)降低西瓜的甜度等因素，從而影響西瓜整體的質(zhì)量。

4? ? 結(jié)束語

通過分析湖南某基地的西瓜種植方法，根據(jù)本地天氣等自然因素制定種植流程規(guī)范，開展西瓜種植標(biāo)準(zhǔn)研究，實(shí)現(xiàn)了西瓜種植規(guī)?；⒏咝Щa(chǎn)。通過農(nóng)場(chǎng)管理員、技術(shù)員不斷的巡檢記錄西瓜生長(zhǎng)數(shù)字檔案，不斷優(yōu)化數(shù)字模型，可以進(jìn)一步提高西瓜生產(chǎn)的效率。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 何璐，高珍冉，狄光智，等.農(nóng)業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2014，13（5）：94-96.

[2] 劉麗偉.美國靠信息化發(fā)展精確農(nóng)業(yè)[N].經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)，2013-12-10（013）.

[3] 李仕柯，劉旗，賈磊.永城市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（2）：8-11.

[4] 唐珂.國外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及對(duì)我國啟示[J].中國科學(xué)院院刊，2013，37（6）：700-707.

[5] 付兵.物聯(lián)網(wǎng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在瓜果種植中的應(yīng)用[J].科技通報(bào)，2014（1）：106-109.

[6] 陳蕃.農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢：華中師范大學(xué)，2014.