蔡 杰，徐洪星

(湖北省九洲農(nóng)信科技有限公司，湖北 武漢 430071)

1 引言

獼猴桃屬植物起源于中國，其自然分布以中國為中心延伸至周邊 國家。時至今日，新西蘭、意大利等國都還在覬覦來自中國的野生獼猴桃資源。湖北是世界獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，新西蘭早期選育的品種直接來自湖北宜昌市。湖北省也是世界獼猴桃商業(yè)栽培種的原產(chǎn)中心，在獼猴桃資源收集、評價和種質(zhì)創(chuàng)新等方面的研究處于全國領(lǐng)先水平。

2 湖北省獼猴桃產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)

獼猴桃在湖北主要分布于西部和西南山區(qū)，如武當(dāng)山、大巴山、武陵山、大婁山及宜昌西部的高山區(qū)。鄂西北及鄂東南山區(qū)是野生獼猴桃資源保存區(qū)，亦是得天獨(dú)厚的獼猴桃生產(chǎn)基地。湖北省獼猴桃種植面積占全國獼猴桃栽培面積近10%，是中國獼猴桃的主產(chǎn)區(qū)，最近幾年湖北一些貧困地區(qū)依靠獼猴桃種植帶動脫貧致富效果顯著。其中湖北省建始、宜昌、咸寧等市縣形成了一定的獼猴桃產(chǎn)業(yè)規(guī)模(全省總面積約5萬畝)并取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，但其品種結(jié)構(gòu)、栽培管理及營銷策略等相對于獼猴桃產(chǎn)業(yè)大省(陜西100萬畝、四川50萬畝)仍存在一定差距。據(jù)調(diào)查，在湖北獼猴桃產(chǎn)區(qū)，湖北建始益壽獼猴桃專業(yè)合作社、湖北神山科技有限公司、湖北全苑生態(tài)農(nóng)業(yè)等一系列實(shí)力雄厚的公司實(shí)體投入獼猴桃產(chǎn)業(yè)，如湖北全苑生態(tài)農(nóng)業(yè)與科研機(jī)構(gòu)-中科院武漢植物園達(dá)成緊密合作關(guān)系，企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的合作促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐墨J猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1,2]。

3 獼猴桃生產(chǎn)過程智能化信息化需求分析

綜合分析認(rèn)為，湖北省獼猴桃產(chǎn)業(yè)具有較好發(fā)展基礎(chǔ)，規(guī)模不斷壯大，但相對其他省還有較大差距，亟須大力發(fā)展。湖北省獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在著一些迫切需求，主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

3.1 獼猴桃生產(chǎn)種植過程對環(huán)境的感知需求

獼猴桃品種繁多，其對生長環(huán)境的需求也多種多樣。隨著新品種的開發(fā)和引進(jìn)，獼猴桃生產(chǎn)種植過程中的影響因素越來越多。為提高大棚獼猴桃的產(chǎn)量和質(zhì)量，對獼猴桃生長環(huán)境的進(jìn)行感知，使其能夠?qū)χ車h(huán)境如溫度、濕度以及光照、土壤溫度、含水量、土壤養(yǎng)分等進(jìn)行自動感知，同時農(nóng)民又可以實(shí)時或階段性地監(jiān)測獼猴桃莖稈粗細(xì)的變化、葉面的溫度、莖流速率、果實(shí)增重與膨大速率、植物的光合作用等參數(shù)，對獼猴桃葉面、莖干、果實(shí)生長情況進(jìn)行監(jiān)測，使其能與農(nóng)民及專家進(jìn)行“交流”，以便農(nóng)民朋友能及時掌握獼猴桃種植環(huán)境的各個參數(shù)，及時調(diào)控最佳生存環(huán)境。這樣既可以節(jié)省人工勞動力降低獼猴桃種植成本，又可以科學(xué)地進(jìn)行種植，能有效地提高獼猴桃的品質(zhì)和產(chǎn)出率，因此獼猴桃生產(chǎn)種植存在對環(huán)境感知的迫切需求[3]。

3.2 獼猴桃生產(chǎn)種植過程質(zhì)量安全控制需求

在種植方面，由于氣候等條件的多樣性和不可控性，限制了獼猴桃的生產(chǎn)質(zhì)量安全。如果能在種植過程中安裝相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)，構(gòu)建獼猴桃病蟲害預(yù)測、肥水藥決策、產(chǎn)量及品質(zhì)預(yù)測、質(zhì)量安全風(fēng)險分析等模型，形成基于大數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程質(zhì)量安全控制系統(tǒng)，實(shí)時掌握獼猴桃生產(chǎn)過程中環(huán)境、生長、理化各項指標(biāo)情況，智能調(diào)控獼猴桃最佳的生長環(huán)境，對獼猴桃基地進(jìn)行智能灌溉，對水肥藥進(jìn)行精準(zhǔn)控制，將有助于節(jié)水節(jié)肥，更有效地提升對獼猴桃生產(chǎn)質(zhì)量安全的控制力度，提高獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。

3.3 對獼猴桃產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的需求

食品安全是當(dāng)下國人持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)，在美國，每年約有7600萬人患上食源性疾病，導(dǎo)致5000例死亡。在發(fā)達(dá)國家，40%的食物被丟棄，包括10%～15%的農(nóng)產(chǎn)品。隨著人們生活水平的提高，人們越來越關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量安全。隨著市場上獼猴桃產(chǎn)品種類越來越多，競爭越來越激烈，亟須建立農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)全程記錄獼猴桃的生產(chǎn)種植過程及相關(guān)數(shù)據(jù)，讓消費(fèi)者全面了解獼猴桃的“身家背景”，讓消費(fèi)者買得放心，吃得放心，對于生產(chǎn)者也有助于樹立品牌，增加收入。因此，湖北省獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在產(chǎn)品溯源需求[5]。

3.4 獼猴桃生產(chǎn)種植過程中對專家咨詢、技術(shù)指導(dǎo)的需求

我國農(nóng)戶生產(chǎn)規(guī)模小而分散，農(nóng)業(yè)科技素質(zhì)差，習(xí)慣于傳統(tǒng)粗放的經(jīng)營方式，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識技術(shù)有很大的需求。科技的發(fā)展越來越快，用戶的需求越來越多樣化，這就導(dǎo)致了對農(nóng)業(yè)專家的要求越來越高。因此，一方面，需要應(yīng)用人工智能技術(shù)的專家系統(tǒng),依據(jù)一個或多個農(nóng)業(yè)專家提供的特殊領(lǐng)域知識、經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷,模擬農(nóng)業(yè)專家就某一復(fù)雜農(nóng)業(yè)問題進(jìn)行決策；另一方面，亟需利用農(nóng)業(yè)專家服務(wù)系統(tǒng)對現(xiàn)有專家資源進(jìn)行整合，對獼猴桃生產(chǎn)種植過程中各個環(huán)節(jié)的復(fù)雜問題進(jìn)行專家聯(lián)合會診，實(shí)時遠(yuǎn)程在線診斷。這樣可以實(shí)現(xiàn)智能決策和專家真人在線診斷的復(fù)合型的專家系統(tǒng)，已經(jīng)成為湖北省獼猴桃生產(chǎn)種植過程的迫切需求[6]。

4 發(fā)展獼猴桃智慧生產(chǎn)方式意義與必要性

加快現(xiàn)代信息技術(shù)在湖北省獼猴桃產(chǎn)業(yè)中的推廣應(yīng)用，將研發(fā)成熟的產(chǎn)品以較低廉的價格和穩(wěn)定的質(zhì)量逐步推向獼猴桃產(chǎn)業(yè)，改變獼猴桃生產(chǎn)管理模式，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式，對促進(jìn)湖北省現(xiàn)代獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等方面具有重要意義。

4.1 提高獼猴桃生產(chǎn)效率，提升湖北省獼猴桃產(chǎn)業(yè)信息化水平

通過信息化技術(shù)在獼猴桃產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)獼猴桃生產(chǎn)種植過程信息化和智能化。在示范區(qū)內(nèi)普及應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和信息服務(wù)，增強(qiáng)獼猴桃產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)、農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社/協(xié)會、農(nóng)業(yè)大戶等涉農(nóng)經(jīng)濟(jì)組織和個人的輻射帶動作用，實(shí)現(xiàn)用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)獼猴桃種植業(yè)，提升湖北獼猴桃產(chǎn)業(yè)信息化水平，加速全省獼猴桃產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。具體而言，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)獼猴桃種植基本建設(shè)信息化和自控化，如水肥的時間流量全部通過信息自動傳輸和計算機(jī)自動控制，實(shí)現(xiàn)獼猴桃種植管理及環(huán)境測控和運(yùn)作完全實(shí)行遙控或自動控制，實(shí)現(xiàn)獼猴桃生產(chǎn)種植過程的追溯。

4.2 提高獼猴桃病蟲害防控水平、保護(hù)生態(tài)環(huán)境安全

以提高獼猴桃品質(zhì)、減少化學(xué)農(nóng)藥使用為目標(biāo)保護(hù)生態(tài)環(huán)境安全，以堅持“預(yù)防為主、綜合防治”的工作方針，通過云視頻監(jiān)控系統(tǒng)和專家遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，提前發(fā)現(xiàn)病蟲害并及早防治，協(xié)調(diào)采取生態(tài)控制、生物防治和化學(xué)調(diào)控等環(huán)境友好型防控技術(shù)措施來控制有害生物的“綠色防控”，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，有利于實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)、提供綠色農(nóng)產(chǎn)品，將成為生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向和趨勢。

4.3 提升獼猴桃生產(chǎn)種植管理水平

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，部署相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)企業(yè)、相關(guān)政府部門、專家等在線遠(yuǎn)程管理、服務(wù)、指導(dǎo)提供手段和工具，為湖北省獼猴桃生產(chǎn)提供高質(zhì)量的配套技術(shù)服務(wù)。推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)獼猴桃生產(chǎn)種植過程全程跟蹤管理，讓消費(fèi)者對食品安全享有知情權(quán)，使廣大農(nóng)民享受現(xiàn)代科技進(jìn)步成果，有效提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)對紛繁復(fù)雜市場環(huán)境的能力。

4.4 有利于培育具有競爭優(yōu)勢的特色產(chǎn)業(yè)

加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在獼猴桃產(chǎn)業(yè)上的研究應(yīng)用推進(jìn)力度，努力突破生產(chǎn)過程質(zhì)量安全控制上的關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理過程中對植物、土壤、環(huán)境從宏觀到微觀的實(shí)時監(jiān)測，定期獲取植物生長發(fā)育狀態(tài)、病蟲害、水肥狀況以及相應(yīng)生態(tài)環(huán)境的實(shí)時信息，并通過對獼猴桃生產(chǎn)過程的動態(tài)模擬和對生長環(huán)境因子的科學(xué)調(diào)控，達(dá)到合理使用農(nóng)業(yè)資源、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境、提高獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)的目的，從而培育有競爭優(yōu)勢的特色產(chǎn)業(yè)，對帶動脫貧致富有積極意義。